A hangtechnikai keverő lehetőleg torzítás nélkül manipulálja az analóg jeleket. A szándékos torzítást effektnek hívják a hangmérnökök és a lakodalmas zenészek. Most ezekről nem lesz szó.
Rádiótechnikában használt keverőről, szorzóról mesélek. Van két bemenetük, az ide kötött jeleket összeszorozza, a szorzatot pedig elvezetheted a kimenetéről.
\[szorzat\ ki = be_0 \cdot be_1\] \[U_{ki} = U_{be0} \cdot U_{be1}\] \[I_{ki} = I_{be0} \cdot I_{be1}\]|
▲ A keretben olvasható leírás a nyugalmad megzavarására alkalmas! Csak, hogy villogjak vele, hogy tudom én ezt precízebben ( bonyolultabban ) is leírni: \[U_{ki}(U_0,U_1) = \dfrac{U_0}{\text{volt}} \cdot \dfrac{U_1}{\text{volt}} \text{ volt}\] \[I_{ki}(I_0,I_1) = \dfrac{I_0}{\text{amper}} \cdot \dfrac{I_1}{\text{amper}} \text{ amper}\]
A mértékegységeket csak tájékoztató jelleggel írtam, a lényeg odaát van. Illetve, hogy kihangsúlyozzam a feszültségek időtől való függését: \[U_{ki}(U_0(),U_1(),t) = \dfrac{U_0(t)}{\text{volt}} \cdot \dfrac{U_1(t)}{\text{volt}} \text{ volt}\]
|
Mérkőzzön meg egymással a két különböző jel ( "ereje" ). Görögös műveltségben ezt úgy mondják, hetero-din. Ha már két jel van, legalább legyenek egyszerűek. Mindkét bemenetre csak egy-egy UA[0,1] amplitúdójú f[0,1] frekvenciájú feszültség menjen.
\[U_0(t)=U_{A0}\cdot\cos(2\cdot\pi\cdot f_0\cdot t)\]Mi jelenik meg a kimeneten? Az \(f_0\) jelet folyamatosan torzítja \(f_1\), az \(f_1\)-et pedig az \(f_0\). Kiegyeznek döntetlenben.
\(U_{ki}(t)=U_0(t)\cdot U_1(t)\):
Egy ábrán \( U_0(t),\ U_1(t),\ U_{ki}(t)=U_0(t)\cdot U_1(t)\):
A trigonometrikus függvények szerencsés összjátéka miatt két jel szorzatát felírhatom két ( másik ) jel összegeként
\[szorzat\ ki = be_0 \cdot be_1 = másik_l + másik_u\] \[U_{ki}(t)=\dfrac{U_0(t)}{\text{volt}} \cdot \dfrac{U_1(t)}{\text{volt}} \text{ volt}=U_l(t)+U_u(t)\]azaz fele amplitúdójú, \(f_l=f_0-f_1\) és \(f_u=f_0+f_1\) frekvenciájú rezgések összege. Na még egyszer. Összeszorzok két jelet, és az eredmény ugyanaz, mint amikor nem szorzok, hanem összeadok két másik jelet.
|
▲ A keretben olvasható leírás a nyugalmad megzavarására alkalmas!
Nem bírom megállni, hogy le ne írjam a következő egyenlőséget.
Mentségem csak annyi, hogy az ilyen képletek használatával tervezett szerkezetek működnek.
Hatékonyabb, mint a szómágia
|
Egy ábrán \(U_l(t),\ U_u(t),\ U_{ki}(t)=U_l(t)+U_u(t)\):
Ha kened-vágod a trigonometriát és barátságban vagy \(\sin()\)-al és \(\cos()\)-al, három sorban levezetheted. A ChatGPT például keni-vágja a trigonometriát :)
Itt meg már csak a frekvenciákat ábrázoltam. Láthatod a két bemeneti jel ( f0, f1 ) frekvenciáját és annak a két jelnek a frekvenciáját, amiből a szorzat összegként előállítható ( fl, fu ). A szorzatnak nincs "egy" frekvenciája.
Készítettem két hangállományt, magad is megtapasztalhatod a keverő működését. Először az egyik, majd a másik frekvenciájú jelet hallgathatod meg, végül az összekevert jelet.
Az egyik állományban 10 kHz-es és 10,7 kHz-es hangot találsz, az összekevert hang pedig 700 Hz és 20,7 kHz. Fiatalabbak még jól hallják a 10 kHz körüli frekvenciát, idősebbek nem feltétlenül. 20,7 kHz pedig mind az emberi hallás, mind a lejátszó határait feszegeti.
Másik mintába 5 kHz-et és 5,7 kHz-et tettem, a kevert jel 700 Hz és 10,7 kHz. 5 kHz-et idősebbek is hallják, 10,7 kHz-es ismét határeset.
Ha a fülednek nem hinnél, vizsgáld meg például az Audacity programmal. Nálam az Elemzés > Spektrum ábrázolása rajzol meggyőző grafikont.
És, hogy ez miért jó neked? Ha f0 = 7023 kHz-en távírózó állomás antennáddal felfogott jelét bevezeted a keverődbe, hozzákeversz egy f1 = 7023,7 kHz-es ( vagy f-1 = 7022,3 kHz-es ) jelet a helyi oszcillátorodból, a kimeneten a távírózás ütemében megjelenik 700 Hz-es különbségi jel, amit akár meg is hallgathatsz, ha hangszóróra kötöd.
Ha az antennabemeneten nem érkezik 7023 kHz-es jel, akkor nincs minek keverednie 7023,7 kHz-es jellel így a 700 Hz-es hang sem keveredik ki, csend lesz a hangszóródban. Csak akkor hallod a 700 Hz-es hangot, amikor az antennabemeneteden ott a 7023 kHz-es jel. Megjelenik még f0+f1 = 14046,7 kHz is, ( amit a maradék 7023 kHz-es és 7023,7 kHz-es jellel egyetemben ) egyszerűen hidegre kell tenni.
Ez az egyszerű kapcsolás a 7023 kHz-es, és a 7024,4 kHz-es adást egyformán 700 Hz-re keveri.
Most úgy választottam a helyi oszcillátor frekvenciáját, hogy az magasabb a bemenő jelnél. Ezt a relációt felső keverésként emlegetik.
Keverőt használhatok modulálásra is. Egyik bemenetre a moduláló jelet kötöm, a másikra a vivőfrekvenciát. Most ne egy frekvenciájú legyen a moduláló jelem, hanem 300 Hz-től 3 kHz-ig terjedő ( hangfrekvenciás ) sávban bármekkora. Telefonminőségű hang átvitelére éppen megfelelő.
Megmutatom a két szélső frekvencia és például f1 = 3615 kHz-es vivőfrekvencia keverési termékeit.
f0 = 300 Hz, f1 = 3615 kHz:
f0 = 3 kHz, f1 = 3615 kHz:
Így néz ki, ha a moduláló 300 Hz és 3 kHz közötti sávot ( MOD ) háromszöggel szimbolizálom:
MOD és f1 vivőfrekvencia keverési termékét LSB-vel ( alsó oldalsáv ) és USB-vel ( felső oldalsáv ) jelöltem. A kettő együtt két oldalsávos elnyomott vivőjű amplitúdó moduláció ( DSB-SC ). Említettem az egy oldalsávos ( SSB ) modulációt. Nem más, mint az egyik oldalsáv: LSB és USB közül csak az egyik. A nem kívánt oldalsávot jellemzően kiszűröm.
Rókavadászatnál vagy kalóz adó keresésénél, ha a vett térerősséget figyelem, és már közel járok az adóhoz, akkora jelem lesz, hogy nem kapok kiértékelhető értéket. Csökkentenem kell az antennajelem. Ezt megtehetem ellenállásos osztóval is - ami vagy jól árnyékolt, vagy nem -, de keverővel is. A kimeneti jelben szerepel a két bemeneti jel amplitúdójának szorzata. Ezt használom ki. Az antennajelhez hozzákeverem egy fix oszcillátor változtatható amplitúdójú jelét.
Például a HG9RVA 145725 kHz-es átjátszót az átjátszó 145125 kHz-es felmenőjén zavaró adót keresem. Van egy 4000 kHz-es oszcillátorom, ezt keverem a kalózrádiós 145125 kHz-es adásához. A keverési termékek 141125 kHz és 149125 kHz. Például 141125 kHz-re állítom a rádiómat ( amit már nem zavar a közeli adó ), és csak akkora oszcillátorjelet adok, hogy kiértékelhető eredményt kapjak.
Magad is építhetsz keverőt fél tucat tranzisztorból és pár ellenállásból, de egyszerűbb, ha integrált áramkörként vásárolsz. Néhány típus: LT5512, MC1496, SO42P. Egyik bemenetén oszcillátornak előkészítve SA602 NE602 SA612 NE612. Van gyártó, kereskedő, aki nem mixerként, hanem balanced modulator/demodulator-ként ajánlja. Analóg kapcsolóból 74HC4066 és multiplexer-demultiplexerből, például 70HC4052-ből is lehet keverő. Ha már eljegyezted magad a rádiózással, gyűrűs modulátortól sem fogsz visszariadni.
Csupán, hogy láss egy szorzó áramkört, íme az SO42P integrált áramkör belseje:
Eddig analóg keverőről, szorzóról meséltem, de digitális ( bináris ) jeleken is értelmezhető a szorzás. Most csak az előjel bitet ( + = 0, - = 1 ) véve:
| 0 | 1 | |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Van is ilyen kapu, a kizáró vagy, azaz XOR. Boltban például SN74(LS)86, CD4070 típussal találsz, rögtön négyet is egy tokban.
Szoftverrádiónál ( SDR ) ugyanúgy egy ( néha komplex ) szorzás, ahogyan a fenti lila hullámot kirajzoltattam neked.
A keverőkről szóló rész megírásához HA8LHT Építsünk rádiót! sorozata 3. részének elolvasása inspirált.
Experiment is the sole judge of scientific “truth”.
A (természet)tudományos igazság kizárólagos kritériuma a kísérlet.
Feynman Richard
![[ html: Feynman http://hu.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman ]](../_/html.gif)
HG9IEG
Visszajelzés: