Mélangeurs

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Un mélangeur est un circuit multiplicateur de tension.

 

Soient F1 et F2 deux fréquences présentes aux entrées du mélangeur. A la sortie de celui-ci, la somme et la différence des fréquences, soit F1 + F2 et F1 – F2, sont générées. Un filtre à la sortie du circuit permet de sélectionner une des deux fréquences générées. Dans un mélangeur, les tensions des signaux d’entrée F1 et F2 ne sont pas superposées (additionnées) mais multipliées entre elles car l’amplificateur n’est pas linéaire : la distorsion particulière du circuit (distorsion quadratique) nous permettra de récupérer en sortie un mélange de fréquences.

 

Dans un mélangeur, les tensions des signaux d’entrée F1 et F2 ne sont pas superposées (additionnées) mais multipliées entre elles

 

Dans les schémas ci-dessous, les deux fréquences présentes à l’entrée du mélangeur sont HF et Osc. Le graphique à droite montre le signal après le mélangeur : il y a superposition des signaux de fréquences Osc + HF (trait plein) et Osc – HF (en pointillé). Le filtre bouchon LC, s’il est calculé pour la fréquence Osc + HF, éliminera la fréquence Osc – HF et vice-versa. Ainsi, après le filtre LC, le signal ne sera plus « ondulé » comme ci-dessous mais aura une amplitude constante puisque les deux signaux ne seront plus superposés.

Dans un mélangeur dont les fréquences d’entrée sont F1 et F2 et dont les fréquences de sortie sont Fmin et Fmax, on a :

Fmax = F1 + F2 et Fmin = F1 – F2 (ou F2 – F1)

et aussi

F1 = (Fmax – Fmin) / 2 et F2 = Fmax – F1

 

Exemples :

 À l’entrée d’un mélangeur, on a 5 et 8 MHz. Quelles fréquences trouve-t-on à la sortie du mélangeur ?

Réponse

5 + 8 MHz = 13 MHz ; 2) 5 – 8 MHz (ou 8 – 5 MHz) = 3 MHz.

À la sortie d’un mélangeur, on a 2 MHz et 22 MHz. Quelles sont les fréquences d’entrée du mélangeur ?

Réponse

F1 = (Fmax – Fmin) / 2 = (22 – 2) / 2 = 20 / 2 = 10 MHz ; F2 = Fmax – F1 = 22 – 10 = 12 MHz.

Mathématiquement, si A et B sont les fréquences présentes à l’entrée d’un mélangeur parfait, la relation des tensions de sortie est :

sin(A) . sin(B) = ½ . [sin(A + B) + sin(A – B)]

Si le mélangeur ne multiplie pas exactement les tensions présentes à son entrée (cas des montages Mos-Fet et J-FET ci-dessus), on trouvera en sortie les mélanges « classiques » F1 + F2 et F1 – F2 (distorsions quadratiques ou mélanges du 2nd ordre) mais aussi les fréquences F1 et F2 et leurs harmoniques ainsi que d’autres combinaisons comme par exemple [(2 x F1) + F2] ou [(2 x F1) – F2] qui sont des mélanges du 3ème ordre (ou distorsions cubiques). Ceci peut provoquer des perturbations si le niveau de ces signaux parasites est élevé. Le circuit bouchon en sortie risque de ne pas être suffisant pour éliminer ces fréquences indésirables.

 

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