Mischer
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Ein Mischer ist in der Funktechnik ein elektronisches Gebilde, mit dem Signale aus einer Frequenzlage in eine andere Frequenzlage umgesetzt werden.
Die wesentliche Bedingung ist eine Nichtlinearität innerhalb des Mischers. Ohne diese würde keine Umsetzung erfolgen. (Deswegen arbeiten nichtlineare Verstärker manchmal auch ungewollt als Mischer.)
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Grundprinzip
Zum Umsetzen wird eine Hilfsfrequenz benötigt, die ein Oszillator, manchmal als lokaler Oszillator LO bezeichnet, erzeugt. Die Frequenz dieses Oszillators bestimmt, auf welche Frequenzlage das Signal umgesetzt wird. Zur Berechnung existieren Formeln. Die Bildung des Signals in der neuen Frequenzlage erfolgt durch die Verknüpfung des Eingangssignals und des LO-Signals an der Nichtlinearität. (Ohne eine Nichtlinearität würde keine Umsetzung erfolgen.)
multiplikativer Mischer
Beim multiplikativen Mischer wird das Eingangssignal mit einem Faktor multipliziert, der durch das Oszillatorsignal gesteuert wird.
Ein bekanntes Beispiel eines multiplikativen Mischers ist der Ringmischer mit Dioden. Der gesteuert Faktor hat z. B. die Werte +1 und -1, je nach Vorzeichen des Oszillatorsignals. In der positiven Halbwelle des Oszillatorsignals hat der Faktor den Wert +1 und in der negativen Halbwelle den Wert -1. Dieser umgeschaltete Faktor ist die Nichtlinearität. Das Eingangssignal wird im Takt der Oszillatorschwingung umgepolt.
additiver Mischer
Bei diesem Verfahren werden das Eingangssignal und das Oszillatorsignal zuerst einmal additiv überlagert. Danach wird das Summensignal auf ein Bauelement mit nichtlinearer Kennlinie, z. B. eine Diode gegeben. Erst an dieser erfolgt die Mischung.
Der Name kann missverstanden werden. Die Addition allein bewirkt noch keine Mischung.
I/Q-Mischer
Hierbei handelt es sich um ein neueres Verfahren, welches in einem gesonderten Artikel beschrieben wird.
unerwünschte Effekte
Die erzeugten Signale sind mehrdeutig.
- Außer der gewollten Eingangsfrequenz wird noch eine weitere Frequenz auf eine identische Ausgangsfrequenz umgesetzt. Es handelt sich um die Spiegelfrequenz, die z. B. beim Superhet-Empfänger eine wichtige Rolle spielt.
- Ein Eingangssignal wird außer auf die gewollte Frequenz noch auf eine ungewollte Frequenz umgesetzt. Dieser Effekt kann z. B. bei Sendern eine Rolle spielen.
Auf der Seite des Mischers, auf der sich die beiden Frequenzen unterscheiden, muß das Signal mit der unerwünschten Frequenz ausgefiltert werden.
Ein anderes Verhalten zeigt der I/Q-Mischer. Dieser unterdrückt idealerweise das unerwünschte Signal vollständig. Praktisch kann es stark gedämpft werden.
Ein weiterer Effekt sind ungewollte Signalverzerrungen an der Nichtlinearität. Diese können zu Oberwellen und Intermodulation führen. Durch eine geeignete Dimensionierung und den Einsatz moderner Bauelement können diese Störungen sehr klein gehalten werden.
