¿Cómo funciona realmente la sintonización de un analizador de espectro?

Tengo una duda bastante básica sobre cómo funciona el ajuste en los analizadores de espectro. Estoy leyendo sobre el tema del AN 150 de Keysight .

El problema surge en este párrafo en la página 11:

Necesitamos elegir una frecuencia LO y un IF que creará un analizador con el rango de sintonización deseado. Supongamos que queremos un rango de sintonía de 0 a 3,6 GHz. Entonces tenemos que elegir el IF. Probemos con una FI de 1 GHz. Debido a que esta frecuencia está dentro de nuestro rango de sintonización deseado, podríamos tener una señal de entrada de 1 GHz. La salida de un mezclador también incluye las señales de entrada originales , por lo que una señal de entrada a 1 GHz nos daría una salida constante del mezclador en la FI. La señal de 1 GHz pasaría así a través del sistema y nos daría una respuesta de amplitud constante en la pantalla, independientemente de la sintonización del LO.

La oración en negrita es lo que me confunde. Hasta donde yo sé, el producto de dos sinusoides de diferentes frecuencias devuelve dos sinusoides en la diferencia y la suma de las frecuencias originales. Entonces, ¿cómo es posible que la entrada original y las frecuencias LO estén presentes después de la mezcla?

Los mezcladores del mundo real no son perfectos.
@ThePhoton Lo sé, esperaría que presenten IMD: sinusoides en combinaciones lineales de los armónicos de ambas señales de entrada. Pero no entiendo por qué las frecuencias originales exactas persisten en la salida.
Sí, pero también contiene la entrada sin mezclar. (por cierto, eso también estaría cubierto por combinaciones lineales: 1a + 0b sigue siendo una combinación lineal de a y b.

Respuestas (2)

Un mezclador de RF en realidad no multiplica dos señales, al menos no directamente. En cambio, las señales primero se suman y luego se pasan a través de un circuito no lineal, que idealmente tiene una relación cuadrática entre la entrada y la salida.

Por lo tanto, podemos representar el mezclador mediante una función:

f(x)=ax^2+bx+const

Y poniendo la suma de dos señales en esa función nos da:

f(s_1+s_2) = a(s_1^2 + 2s_1s_2 + s_2^2) + b(s_1 + s_2) + constante

Esto claramente contiene las señales de entrada originales. Solo se desea el producto de las dos señales de entrada, el resto debe filtrarse.

La mayoría de los mezcladores producen incluso más frecuencias porque no son puramente cuadráticos sino que también tienen sumandos con un exponente aún más alto. El tercer orden es especialmente desagradable de filtrar.

Un mezclador típico usa un diodo como su elemento no lineal, que tiene (aproximadamente) la siguiente función, ignorando algunos factores constantes:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Calculando su serie de Taylor, obtenemos:

serie de diodos taylor

Esto claramente tiene b != 0, por lo que obtenemos parte de la señal de entrada original en la salida del mezclador si no la filtramos.

Los multiplicadores Gilbert tienen puertos RF y puertos LO/chopper. Si el puerto LO tiene exactamente la misma frecuencia y fase que el puerto RF, la señal RF pasa con toda su fuerza.

Eso es por fuga de LO en el mezclador, el IF siempre está por encima de la entrada fmax del analizador. También se mejora la linealidad de LO si se reduce la relación de desviación, y también reduce la fuga del segundo armónico de LO a través de IF.

Estaba seguro de que debían haber explicado esto, lo comprobé y en sus palabras

“Debido a que existe un aislamiento finito entre los puertos LO e IF del mezclador, el LO aparece en la salida del mezclador. Cuando el LO es igual al IF, la señal del LO en sí misma es procesada por el sistema y aparece como una... salida”

¿Cómo funciona realmente la sintonización de un analizador de espectro?
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