Mezcladores 1

Electrónica de Comunicaciones
CONTENIDO RESUMIDO:
1- Introducción
2- Osciladores
3- Mezcladores.
4- Lazos enganchados en fase (PLL).
5- Amplificadores de pequeña señal para RF.
6- Filtros pasa-banda basados en resonadores piezoeléctricos.
7- Amplificadores de potencia para RF.
8- Demoduladores de amplitud (AM, DSB, SSB y ASK).
9- Demoduladores de ángulo (FM, FSK y PM).
10- Moduladores de amplitud(AM, DSB, SSB y ASK).
11- Moduladores de ángulo (PM, FM, FSK y PSK).
12- Tipos y estructuras de receptores de RF.
13- Tipos y estructuras de transmisores de RF.
14- Transceptores para radiocomunicaciones
ATE-UO EC mez 00

3- Mezcladores
Idea fundamental:
Obtener una señal cuya frecuencia sea la suma o la diferencia de
la frecuencia de otras dos

Mezclador

 Señal de frecuencias (f1+ f2) y f1 -f2
 O señal de frecuencia (f1 + f2)
 O señal de frecuencia f1 - f2

Señal de
frecuencia f1

Mucho más difícil
Señal de
frecuencia f2

ATE-UO EC mez 01

Mezclador que genera (f1+ f2) y f1 - f2
Mezclador
vs de frecuencias
(f1+ f2) y f1 - f2
ve1 de
frecuencia f1
ve1
ve2 de
frecuencia f2

ve2

vs
(f2- f1) f1

ATE-UO EC mez 02

f2

(f1+ f2)

f1 = 3 MHz
f2 = 5 MHz
f2- f1 = 2 MHz
f1+f2 = 8MHz

¿Cómo generar una señal con frecuencias (f1+ f2) y f1 - f2
partiendo de dos de frecuencias f1 y de f2?
Un poco de trigonometría:
cos(A+B) = cosA·cosB - senA·senB
cos(A-B) = cosA·cosB + senA·senB
Luego:
cosA·cosB = 0,5[cos(A+B) + cos(A-B)]
senA·senB = 0,5[cos(A-B) - cos(A+B)]

(1)
(2)

sen(A+B) = senA·cosB + senB·cosA
sen(A-B) = senA·cosB - senB·cosA
Luego:
senA·cosB = 0,5[sen(A+B) +sen(A-B)]
senB·cosA = 0,5[sen(A+B) - sen(A-B)]

(3)
(4)

cos(2A) = cos2A – sen2A y 1 = cos2A + sen2A
Luego:
cos2A = 0,5[1 + cos(2A)] (5)
sen2A = 0,5[1 - cos(2A)]
(6)

ATE-UO EC mez 03

Particularizamos al caso de señales (usando la expresión (1)):

cos 1t·cos 2t = 0,5·cos( 1+ 2)t + 0,5·cos( 1- 2)t
Componente de
frecuencia f1+f2

Componente de
frecuencia f1 - f2

 Basta con multiplicar las señalespara obtener la señal deseada
 Lo mismo pasa con (2-4), pero con determinados desfases
¿Qué pasa si las señales que se mezclan no están en fase?

cos 1t·cos( 2t+) = 0,5·cos[( 1+ 2)t+] + 0,5·cos[( 1- 2)t–
]
Componente de
frecuencia f1+f2
ATE-UO EC mez 04

Componente de
frecuencia f1 - f2

 El desfase  sólo provoca desfases,
no nuevas componentes

¿Cómo multiplicar dos señales (I)?
Usando un multiplicador analógico clásico no adecuado para alta
frecuencia.
 Usando dispositivos de respuesta cuadrática:
vs = V0 + k·(V1cos 1t + V2cos 2t)2 =
V0 + k·(V12 cos2 1t + V22 cos2 2t + 2V1cos 1t·V2cos 2t); usamos (1) y (5):
vs = V0 + 0,5k·V12 + 0,5k·V22 + 0,5k·V12cos(2 1t) + 0,5k·V22cos(2 2t) +
Componente
de continua

Componente de
frecuencia 2f1
k·V1V2cos( 1+ 2)t +k·V1V2cos( 1- 2)t
Componente de
frecuencia f1+f2

Componente de
frecuencia f1-f2

 Nos sobran las componentes de
continua y de frecuencias 2f1 y 2f2
ATE-UO EC mez 05

Componente de
frecuencia 2f2
Señal de
frecuencia f1

+

k·x2

Señal de
frecuencia f2

¿Cómo multiplicar dos señales (II)?
 Usando dispositivos de respuesta proporcional + cuadrática:
vs = V0 + kA·(V1cos 1t + V2cos 2t) + kB·(V1cos1t + V2cos 2t)2 =
V0 + kA·(V1cos 1t + V2cos 2t) + kB·(V12 cos2 1t + V22 cos2 2t +
2V1cos 1t·V2cos 2t); usamos (1) y (5):
vs = V0 + 0,5kB·V12 + 0,5kB·V22 + kA·V1cos 1t + kA·V2cos 2t +
Componente
Componente
Componente
de continua
de frecuencia f1 de frecuencia f2
0,5kB·V12cos(2 1t) + 0,5kB·V22cos(2 2t) + kB·V1V2cos( 1+ 2)t +
Componente de
Componente de
Componente de
frecuencia 2f1frecuencia 2f2
frecuencia f1+f2
kB·V1V2cos( 1- 2)t
Componente de
frecuencia f1-f2
 Nos sobran las componentes de
continua y de frecuencias f1, f2 2f1 y 2f2

Señal de
frecuencia f1

+
Señal de
frecuencia f2

kA·x + kB·x2

ATE-UO EC mez 06

¿Cómo multiplicar dos señales (III)?
 Usando dispositivos de respuesta no lineal (en general):
vs = V0 + kA·(V1cos 1t + V2cos 2t) + kB·(V1cos 1t + V2cos...