[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/2021\/01\/01\/heterodyne-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/2021\/01\/01\/heterodyne-wikipedia\/","headline":"Heterodyne – Wikipedia","name":"Heterodyne – Wikipedia","description":"Signalverarbeitungstechnik Frequenzmischersymbol, das in schematischen Diagrammen verwendet wird EIN \u00dcberlagerung ist eine Signalfrequenz, die durch Kombinieren oder Mischen von zwei","datePublished":"2021-01-01","dateModified":"2021-01-01","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/05\/IdealMixer.svg\/330px-IdealMixer.svg.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/05\/IdealMixer.svg\/330px-IdealMixer.svg.png","height":"236","width":"330"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/2021\/01\/01\/heterodyne-wikipedia\/","wordCount":10203,"articleBody":"Signalverarbeitungstechnik  Frequenzmischersymbol, das in schematischen Diagrammen verwendet wird  EIN \u00dcberlagerung ist eine Signalfrequenz, die durch Kombinieren oder Mischen von zwei anderen Frequenzen unter Verwendung einer als Signalverarbeitungstechnik bezeichneten Technik erzeugt wird \u00dcberlagerung, das vom kanadischen Erfinder-Ingenieur Reginald Fessenden erfunden wurde.[1][2][3]  Heterodyning wird verwendet, um einen Frequenzbereich in einen anderen, neuen Frequenzbereich zu verschieben, und ist auch an den Modulations- und Demodulationsprozessen beteiligt.[2][4]  Die zwei Eingangsfrequenzen werden in einer nichtlinearen Signalverarbeitungsvorrichtung wie einer Vakuumr\u00f6hre, einem Transistor oder einer Diode kombiniert, die \u00fcblicherweise als a bezeichnet wird R\u00fchrger\u00e4t.[2]In der g\u00e4ngigsten Anwendung zwei Signale mit Frequenzen f1  und  f2  werden gemischt, wodurch zwei neue Signale erzeugt werden, eines bei der Summe der beiden Frequenzen f1 + f2und die andere bei der Differenz zwischen den beiden Frequenzen f1 – – f2.[3]  Die neuen Signalfrequenzen werden aufgerufen Heterodine.  Typischerweise wird nur eines der Heterodine ben\u00f6tigt und das andere Signal wird aus dem Ausgang des Mischers herausgefiltert.  \u00dcberlagerungsfrequenzen h\u00e4ngen mit dem Ph\u00e4nomen der “Beats” in der Akustik zusammen.[2][5][6]  Eine Hauptanwendung des \u00dcberlagerungsprozesses ist die \u00dcberlagerungsfunkempf\u00e4ngerschaltung, die in praktisch allen modernen Funkempf\u00e4ngern verwendet wird.Table of ContentsGeschichte[edit]\u00dcberlagerungsempf\u00e4nger[edit]Anwendungen[edit]Auf- und Abw\u00e4rtswandler[edit]Analoge Videoaufnahme[edit]Musiksynthese[edit]Optische \u00dcberlagerung[edit]Mathematisches Prinzip[edit]R\u00fchrger\u00e4t[edit]Ausgang eines Mischers[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Geschichte[edit]  Fessendens \u00dcberlagerungsfunkempf\u00e4ngerschaltung.  Die eingehende Hochfrequenz- und Lokaloszillatorfrequenzmischung im Kristalldiodendetektor.1901 demonstrierte Reginald Fessenden einen Heterodyne-Empf\u00e4nger oder Beat-Empf\u00e4nger mit direkter Umwandlung, um Dauerwellen-Radiotelegraphiesignale h\u00f6rbar zu machen.[7]  Der Empf\u00e4nger von Fessenden sah aufgrund des Stabilit\u00e4tsproblems seines lokalen Oszillators nicht viel Anwendung.  Ein stabiler, aber kosteng\u00fcnstiger lokaler Oszillator war erst verf\u00fcgbar, als Lee de Forest den Trioden-Vakuumr\u00f6hrenoszillator erfand.[8]  In einem Patent von 1905 stellte Fessenden fest, dass die Frequenzstabilit\u00e4t seines lokalen Oszillators ein Teil pro Tausend betrug.[9]  In der Radiotelegraphie werden die Zeichen von Textnachrichten in Punkte von kurzer Dauer und Striche von langer Dauer des Morsecodes \u00fcbersetzt, die als Funksignale gesendet werden.  Die Radiotelegraphie war der gew\u00f6hnlichen Telegraphie sehr \u00e4hnlich.  Eines der Probleme war der Bau von Hochleistungssendern mit der Technologie des Tages.  Fr\u00fche Sender waren Funkenstreckensender.  Ein mechanisches Ger\u00e4t w\u00fcrde Funken mit einer festen, aber h\u00f6rbaren Geschwindigkeit erzeugen.  Die Funken w\u00fcrden Energie in einen Resonanzkreis bringen, der dann bei der gew\u00fcnschten \u00dcbertragungsfrequenz (die 100 kHz betragen k\u00f6nnte) klingeln w\u00fcrde.  Dieses Klingeln w\u00fcrde schnell abklingen, so dass der Ausgang des Senders eine Folge von ged\u00e4mpften Wellen w\u00e4re.  Wenn diese ged\u00e4mpften Wellen von einem einfachen Detektor empfangen wurden, h\u00f6rte der Bediener ein h\u00f6rbares Summen, das in alphanumerische Zeichen zur\u00fcckgeschrieben werden konnte.Mit der Entwicklung des Lichtbogenwandler-Funksenders im Jahr 1904 wurde die Dauerstrichmodulation (CW-Modulation) f\u00fcr die Funktelegraphie eingesetzt.  CW-Morsecodesignale sind nicht amplitudenmoduliert, sondern bestehen aus Bursts sinusf\u00f6rmiger Tr\u00e4gerfrequenz.  Wenn CW-Signale von einem AM-Empf\u00e4nger empfangen werden, h\u00f6rt der Bediener keinen Ton.  Der Direktumwandlungsdetektor (\u00dcberlagerungsdetektor) wurde erfunden, um Dauerstrich-Hochfrequenzsignale h\u00f6rbar zu machen.[10]Der “\u00dcberlagerungs-” oder “Schwebungs” -Empf\u00e4nger hat einen lokalen Oszillator, der ein Funksignal erzeugt, dessen Frequenz nahe an dem eingehenden Signal liegt, das empfangen wird.  Wenn die beiden Signale gemischt werden, wird eine “Schwebungsfrequenz” erzeugt, die der Differenz zwischen den beiden Frequenzen entspricht.  Durch korrektes Einstellen der lokalen Oszillatorfrequenz liegt die Schwebungsfrequenz im Audiobereich und kann als Ton in den Kopfh\u00f6rern des Empf\u00e4ngers geh\u00f6rt werden, wenn das Sendersignal vorhanden ist.  Somit sind die Morsecode “Punkte” und “Striche” als Piept\u00f6ne h\u00f6rbar.  Diese Technik wird immer noch in der Funktelegraphie verwendet, wobei der lokale Oszillator jetzt als Schwebungsfrequenzoszillator oder BFO bezeichnet wird.  Fessenden pr\u00e4gte das Wort \u00dcberlagerung von den griechischen Wurzeln Hetero- “anders” und dyn- “Macht” (vgl. \u03b4\u03cd\u03bd\u03b1\u03bc\u03b9\u03c2 oder Dunamis).[11]\u00dcberlagerungsempf\u00e4nger[edit]  Blockdiagramm eines typischen \u00dcberlagerungsempf\u00e4ngers.  rot Teile sind solche, die das eingehende Hochfrequenzsignal (RF-Signal) verarbeiten; Gr\u00fcn sind Teile, die mit der Zwischenfrequenz (IF) arbeiten, w\u00e4hrend Blau Teile arbeiten mit der Modulationsfrequenz (Audio).Eine wichtige und weit verbreitete Anwendung der \u00dcberlagerungstechnik ist der \u00dcberlagerungsempf\u00e4nger (Superhet), der 1918 vom US-Ingenieur Edwin Howard Armstrong erfunden wurde. Im typischen Superhet wird das von der Antenne eingehende Hochfrequenzsignal gemischt (heterodyn) ein Signal von einem lokalen Oszillator (LO), um ein Signal mit niedrigerer fester Frequenz zu erzeugen, das als Zwischenfrequenzsignal (IF) bezeichnet wird.  Das ZF-Signal wird verst\u00e4rkt und gefiltert und dann an einen Detektor angelegt, der das Audiosignal extrahiert.  Der Ton wird schlie\u00dflich an den Lautsprecher des Empf\u00e4ngers gesendet.Der \u00dcberlagerungsempf\u00e4nger hat gegen\u00fcber fr\u00fcheren Empf\u00e4ngerkonstruktionen mehrere Vorteile.  Ein Vorteil ist die einfachere Abstimmung.  Nur der HF-Filter und der LO werden vom Bediener eingestellt.  Die Festfrequenz-ZF wird werkseitig eingestellt (“ausgerichtet”) und nicht eingestellt.  Bei \u00e4lteren Konstruktionen wie dem abgestimmten Hochfrequenzempf\u00e4nger (TRF) mussten alle Empf\u00e4ngerstufen gleichzeitig abgestimmt werden.  Da die ZF-Filter fest eingestellt sind, ist die Selektivit\u00e4t des Empf\u00e4ngers \u00fcber das gesamte Frequenzband des Empf\u00e4ngers gleich.  Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das ZF-Signal eine viel niedrigere Frequenz als das eingehende Funksignal haben kann und dass jede Stufe des ZF-Verst\u00e4rkers mehr Verst\u00e4rkung liefern kann.  In erster Ordnung hat eine Verst\u00e4rkervorrichtung ein Produkt mit fester Verst\u00e4rkungsbandbreite.  Wenn das Ger\u00e4t ein Produkt mit einer Verst\u00e4rkungsbandbreite von 60 MHz aufweist, kann es eine Spannungsverst\u00e4rkung von 3 bei einer HF von 20 MHz oder eine Spannungsverst\u00e4rkung von 30 bei einer ZF von 2 MHz bereitstellen.  Bei einer niedrigeren ZF w\u00fcrden weniger Verst\u00e4rkungsvorrichtungen erforderlich sein, um die gleiche Verst\u00e4rkung zu erzielen.  Der regenerative Funkempf\u00e4nger erzielte durch positive R\u00fcckkopplung mehr Verst\u00e4rkung aus einer Verst\u00e4rkungsvorrichtung, erforderte jedoch eine sorgf\u00e4ltige Einstellung durch den Bediener.  Diese Einstellung ver\u00e4nderte auch die Selektivit\u00e4t des regenerativen Empf\u00e4ngers.  Die \u00dcberlagerung bietet eine gro\u00dfe, stabile Verst\u00e4rkung und konstante Selektivit\u00e4t ohne m\u00fchsame Einstellung.Das \u00fcberlegene \u00dcberlagerungssystem ersetzte die fr\u00fcheren TRF- und regenerativen Empf\u00e4ngerkonstruktionen, und seit den 1930er Jahren waren die meisten kommerziellen Funkempf\u00e4nger Superheterodine.Anwendungen[edit]Heterodyning, auch genannt Frequenzumwandlungwird in der Kommunikationstechnik sehr h\u00e4ufig verwendet, um neue Frequenzen zu erzeugen und Informationen von einem Frequenzkanal auf einen anderen zu verschieben.  Neben seiner Verwendung in der \u00dcberlagerungsschaltung, die in fast allen Radio- und Fernsehempf\u00e4ngern zu finden ist, wird es in Funksendern, Modems, Satellitenkommunikations- und Set-Top-Boxen, Radar, Radioteleskopen, Telemetriesystemen, Mobiltelefonen, Kabelfernsehkonverterboxen und Kopfstellen verwendet , Mikrowellenrelais, Metalldetektoren, Atomuhren und milit\u00e4rische elektronische Gegenma\u00dfnahmen (St\u00f6rsysteme).Auf- und Abw\u00e4rtswandler[edit]In gro\u00dfen Telekommunikationsnetzen wie Telefonnetzleitungen, Mikrowellen-Relay-Netzen, Kabelfernsehsystemen und Kommunikationssatellitenverbindungen werden Verbindungen mit gro\u00dfer Bandbreitenkapazit\u00e4t von vielen einzelnen Kommunikationskan\u00e4len gemeinsam genutzt, indem Heterodyning verwendet wird, um die Frequenz der einzelnen Signale auf verschiedene Frequenzen zu verschieben , die den Kanal teilen.  Dies wird als Frequenzmultiplex (FDM) bezeichnet.Beispielsweise kann ein von einem Kabelfernsehsystem verwendetes Koaxialkabel 500 Fernsehkan\u00e4le gleichzeitig \u00fcbertragen, da jedem eine andere Frequenz zugewiesen wird, sodass sie sich nicht gegenseitig st\u00f6ren.  An der Kabelquelle oder Kopfstelle wandeln elektronische Aufw\u00e4rtswandler jeden eingehenden Fernsehkanal in eine neue, h\u00f6here Frequenz um.  Sie tun dies, indem sie die Fernsehsignalfrequenz mischen. fCH  mit einem lokalen Oszillator bei einer viel h\u00f6heren Frequenz fLOund erzeugt eine \u00dcberlagerung in der Summe fCH + fLO, die dem Kabel hinzugef\u00fcgt wird.  Bei den Verbrauchern zu Hause verf\u00fcgt die Kabel-Set-Top-Box \u00fcber einen Abw\u00e4rtswandler, der das eingehende Signal mit der Frequenz mischt fCH + fLO  mit der gleichen lokalen Oszillatorfrequenz fLO  Erstellen der Differenz-\u00dcberlagerungsfrequenz, Konvertieren des Fernsehkanals zur\u00fcck in seine urspr\u00fcngliche Frequenz: ((fCH + fLO) – fLO  = fCH.  Jeder Kanal wird auf eine andere h\u00f6here Frequenz verschoben.  Die urspr\u00fcngliche niedrigere Grundfrequenz des Signals wird als Basisband bezeichnet, w\u00e4hrend der h\u00f6here Kanal, auf den es verschoben wird, als Durchlassband bezeichnet wird.Analoge Videoaufnahme[edit]Viele analoge Videobandsysteme verwenden einen herunterkonvertierten Farbuntertr\u00e4ger, um Farbinformationen in ihrer begrenzten Bandbreite aufzuzeichnen.  Diese Systeme werden als “\u00dcberlagerungssysteme” oder “Farbuntersysteme” bezeichnet.  Beispielsweise konvertiert das VHS- (und S-VHS-) Aufzeichnungssystem f\u00fcr NTSC-Videosysteme den Farbuntertr\u00e4ger vom NTSC-Standard 3,58 MHz in ~ 629 kHz.[12]Der PAL VHS-Farbuntertr\u00e4ger wird ebenfalls herunterkonvertiert (jedoch von 4,43 MHz).  Die mittlerweile veralteten 3\/4-Zoll-U-Matic-Systeme verwenden einen heterodyned ~ 688-kHz-Untertr\u00e4ger f\u00fcr NTSC-Aufnahmen (ebenso wie Sonys Betamax, dessen Basis eine 1\/2-Zoll-Consumer-Version von U-Matic ist), w\u00e4hrend PAL U- matic decks gab es in zwei miteinander inkompatiblen Varianten mit unterschiedlichen Untertr\u00e4gerfrequenzen, die als Hi-Band und Low-Band bekannt sind. Andere Videobandformate mit \u00dcberlagerungsfarbsystemen umfassen Video-8 und Hi8.[13]Das \u00dcberlagerungssystem wird in diesen F\u00e4llen verwendet, um Quadraturphasen-codierte und amplitudenmodulierte Sinuswellen von den Sendefrequenzen in Frequenzen umzuwandeln, die in einer Bandbreite von weniger als 1 MHz aufgezeichnet werden k\u00f6nnen.  Bei der Wiedergabe werden die aufgezeichneten Farbinformationen zur Anzeige auf Fernsehger\u00e4ten und zum Austausch mit anderen Standardvideoger\u00e4ten auf die Standard-Untertr\u00e4gerfrequenzen zur\u00fcckgesetzt.Einige U-matic-Decks (3\/4 \u2033) verf\u00fcgen \u00fcber 7-polige Mini-DIN-Anschl\u00fcsse, um das \u00dcberspielen von B\u00e4ndern ohne Konvertierung zu erm\u00f6glichen, ebenso wie einige industrielle VHS-, S-VHS- und Hi8-Rekorder.Musiksynthese[edit]Das Theremin, ein elektronisches Musikinstrument, verwendet traditionell das \u00dcberlagerungsprinzip, um eine variable Audiofrequenz als Reaktion auf die Bewegung der H\u00e4nde des Musikers in der N\u00e4he einer oder mehrerer Antennen zu erzeugen, die als Kondensatorplatten dienen.  Der Ausgang eines Oszillators mit fester Hochfrequenz wird mit dem eines Oszillators gemischt, dessen Frequenz durch die variable Kapazit\u00e4t zwischen der Antenne und der Hand des Musikers beeinflusst wird, wenn dieser in der N\u00e4he der Tonh\u00f6hensteuerantenne bewegt wird.  Die Differenz zwischen den beiden Oszillatorfrequenzen erzeugt einen Ton im Audiobereich.Der Ringmodulator ist eine Art Frequenzmischer, der in einigen Synthesizern enthalten ist oder als eigenst\u00e4ndiger Audioeffekt verwendet wird.Optische \u00dcberlagerung[edit]Die optische \u00dcberlagerungsdetektion (ein Bereich aktiver Forschung) ist eine Erweiterung der \u00dcberlagerungstechnik auf h\u00f6here (sichtbare) Frequenzen.  Diese Technik k\u00f6nnte optische Modulatoren erheblich verbessern und die Informationsdichte erh\u00f6hen, die von optischen Fasern getragen wird.  Es wird auch bei der Erzeugung genauerer Atomuhren angewendet, die auf der direkten Messung der Frequenz eines Laserstrahls basieren.  In NIST-Unterthema 9.07.9-4.R finden Sie eine Beschreibung der Forschung zu einem System, um dies zu tun.[14][15]Da optische Frequenzen weit \u00fcber der Manipulationskapazit\u00e4t einer m\u00f6glichen elektronischen Schaltung liegen, sind alle Photonendetektoren mit sichtbarer Frequenz von Natur aus Energiedetektoren, die keine Detektoren f\u00fcr oszillierende elektrische Felder sind.  Da die Energiedetektion jedoch von Natur aus eine “Quadratgesetz” -Detektion ist, werden alle auf dem Detektor vorhandenen optischen Frequenzen intrinsisch gemischt.  Die empfindliche Erfassung spezifischer optischer Frequenzen erfordert daher eine optische \u00dcberlagerungserfassung, bei der zwei unterschiedliche (nahegelegene) Lichtwellenl\u00e4ngen den Detektor beleuchten, so dass die oszillierende elektrische Ausgabe der Differenz zwischen ihren Frequenzen entspricht.  Dies erm\u00f6glicht eine extrem schmalbandige Erkennung (viel schmaler als jedes m\u00f6gliche Farbfilter) sowie pr\u00e4zise Messungen der Phase und Frequenz eines Lichtsignals relativ zu einer Referenzlichtquelle wie bei einem Laser-Doppler-Vibrometer.Diese phasensensitive Detektion wurde f\u00fcr Doppler-Messungen der Windgeschwindigkeit und die Abbildung durch dichte Medien angewendet.  Die hohe Empfindlichkeit gegen Hintergrundlicht ist besonders n\u00fctzlich f\u00fcr Lidar.Bei der optischen Kerr-Effekt (OKE) -Spektroskopie erzeugt die optische \u00dcberlagerung des OKE-Signals und eines kleinen Teils des Sondensignals ein gemischtes Signal, das aus Sonde, \u00dcberlagerungs-OKE-Sonde und Homodyn-OKE-Signal besteht.  Die Sonden- und Homodyn-OKE-Signale k\u00f6nnen herausgefiltert werden, wobei das \u00dcberlagerungsfrequenzsignal zur Detektion verbleibt.Die Heterodyn-Detektion wird h\u00e4ufig in der Interferometrie verwendet, beschr\u00e4nkt sich jedoch normalerweise eher auf die Einzelpunkterkennung als auf die Weitfeldinterferometrie. Die Weitfeld-Heterodyn-Interferometrie ist jedoch mit einer speziellen Kamera m\u00f6glich.[16]      Unter Verwendung dieser Technik, bei der ein Referenzsignal aus einem einzelnen Pixel extrahiert wird, ist es m\u00f6glich, ein hochstabiles Weitfeld-\u00dcberlagerungsinterferometer aufzubauen, indem die Kolbenphasenkomponente entfernt wird, die durch Mikrofonie oder Vibrationen der optischen Komponenten oder des Objekts verursacht wird.[17]Mathematisches Prinzip[edit]Heterodyning basiert auf der trigonometrischen Identit\u00e4t:S\u00fcnde\u2061\u03b81S\u00fcnde\u2061\u03b82=12cos\u2061((\u03b81– –\u03b82)– –12cos\u2061((\u03b81+\u03b82){ displaystyle  sin  theta _ {1}  sin  theta _ {2} = { frac {1} {2}}  cos ( theta _ {1} –  theta _ {2}) – { frac {1} {2}}  cos ( theta _ {1} +  theta _ {2})}Das Produkt auf der linken Seite repr\u00e4sentiert die Multiplikation (“Mischen”) einer Sinuswelle mit einer anderen Sinuswelle.  Die rechte Seite zeigt, dass das resultierende Signal die Differenz zweier sinusf\u00f6rmiger Terme ist, einer bei der Summe der beiden urspr\u00fcnglichen Frequenzen und einer bei der Differenz, die als separate Signale betrachtet werden k\u00f6nnen.Unter Verwendung dieser trigonometrischen Identit\u00e4t ergibt sich das Ergebnis der Multiplikation zweier Sinuswellensignale S\u00fcnde\u2061((2\u03c0f1t){ displaystyle  sin (2  pi f_ {1} t) ,}  und S\u00fcnde\u2061((2\u03c0f2t){ displaystyle  sin (2  pi f_ {2} t) ,}    bei verschiedenen Frequenzen f1{ displaystyle f_ {1}}  und f2{ displaystyle f_ {2}}  kann berechnet werden:S\u00fcnde\u2061((2\u03c0f1t)S\u00fcnde\u2061((2\u03c0f2t)=12cos\u2061[2\u03c0(f1\u2212f2)t]– –12cos\u2061[2\u03c0(f1+f2)t]{ displaystyle  sin (2  pi f_ {1} t)  sin (2  pi f_ {2} t) = { frac {1} {2}}  cos[2pi (f_{1}-f_{2})t]- { frac {1} {2}}  cos[2pi (f_{1}+f_{2})t],}Das Ergebnis ist die Summe von zwei sinusf\u00f6rmigen Signalen, eines bei der Summe f1 + f2  und einer im Unterschied f1 – – f2  der urspr\u00fcnglichen Frequenzen.R\u00fchrger\u00e4t[edit]Die beiden Signale werden in einem Ger\u00e4t namens a kombiniert R\u00fchrger\u00e4t.  Wie im vorherigen Abschnitt zu sehen, w\u00e4re ein idealer Mischer ein Ger\u00e4t, das die beiden Signale multipliziert.  Einige weit verbreitete Mischerschaltungen, wie die Gilbert-Zelle, arbeiten auf diese Weise, sind jedoch auf niedrigere Frequenzen beschr\u00e4nkt.  Jedoch keine nichtlinear Die elektronische Komponente multipliziert auch die an sie angelegten Signale und erzeugt in ihrem Ausgang \u00dcberlagerungsfrequenzen. Daher dienen verschiedene nichtlineare Komponenten als Mischer.  Eine nichtlineare Komponente ist eine Komponente, bei der der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung eine nichtlineare Funktion ihres Eingangs ist.  Die meisten Schaltungselemente in Kommunikationsschaltungen sind linear ausgelegt.  Dies bedeutet, dass sie dem \u00dcberlagerungsprinzip gehorchen;  wenn F.((v){ displaystyle F (v)}  ist die Ausgabe eines linearen Elements mit einer Eingabe von v{ displaystyle v}::F.((v1+v2)=F.((v1)+F.((v2){ Anzeigestil F (v_ {1} + v_ {2}) = F (v_ {1}) + F (v_ {2}) ,}Also wenn zwei Sinuswellensignale bei Frequenzen f1  und f2  an ein lineares Ger\u00e4t angelegt werden, ist der Ausgang einfach die Summe der Ausg\u00e4nge, wenn die beiden Signale getrennt ohne Produktterme angelegt werden.  Also die Funktion F.{ displaystyle F}  muss nichtlinear sein, um Mischerprodukte zu erstellen.  Ein perfekter Multiplikator erzeugt nur Mischerprodukte mit den Summen- und Differenzfrequenzen ((f1 \u00b1 f2), aber allgemeinere nichtlineare Funktionen erzeugen Mischerprodukte h\u00f6herer Ordnung: n\u22c5f1 + m\u22c5f2  f\u00fcr ganze Zahlen n  und m.  Einige Mischerdesigns, wie z. B. doppelt ausgeglichene Mischer, unterdr\u00fccken einige unerw\u00fcnschte Produkte hoher Ordnung, w\u00e4hrend andere Designs, wie z. B. harmonische Mischer, Unterschiede hoher Ordnung ausnutzen.Beispiele f\u00fcr nichtlineare Komponenten, die als Mischer verwendet werden, sind Vakuumr\u00f6hren und Transistoren, die nahe der Abschaltung (Klasse C) vorgespannt sind, und Dioden.  In die S\u00e4ttigung getriebene ferromagnetische Kerninduktoren k\u00f6nnen auch bei niedrigeren Frequenzen verwendet werden.  In der nichtlinearen Optik werden Kristalle mit nichtlinearen Eigenschaften verwendet, um Laserlichtstrahlen zu mischen, um optische \u00dcberlagerungsfrequenzen zu erzeugen.Ausgang eines Mischers[edit]Um mathematisch zu demonstrieren, wie eine nichtlineare Komponente Signale multiplizieren und \u00dcberlagerungsfrequenzen erzeugen kann, ist die nichtlineare Funktion F.{ displaystyle F}  kann in einer Potenzreihe (MacLaurin-Reihe) erweitert werden:F.((v)=\u03b11v+\u03b12v2+\u03b13v3+\u22ef{ displaystyle F (v) =  alpha _ {1} v +  alpha _ {2} v ^ {2} +  alpha _ {3} v ^ {3} +  cdots ,}Um die Mathematik zu vereinfachen, die oben genannten Begriffe h\u00f6herer Ordnung \u03b12  werden durch ein Auslassungszeichen (“…”) angezeigt und nur die ersten Begriffe werden angezeigt.  Anlegen der beiden Sinuswellen bei Frequenzen \u03c91 = 2\u03c0f1  und \u03c92 = 2\u03c0f2  zu diesem Ger\u00e4t:vaus=F.((EIN1S\u00fcnde\u2061\u03c91t+EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c92t){ displaystyle v _ { text {out}} = F (A_ {1}  sin  omega _ {1} t + A_ {2}  sin  omega _ {2} t) ,}vaus=\u03b11((EIN1S\u00fcnde\u2061\u03c91t+EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c92t)+\u03b12((EIN1S\u00fcnde\u2061\u03c91t+EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c92t)2+\u22ef{ displaystyle v _ { text {out}} =  alpha _ {1} (A_ {1}  sin  omega _ {1} t + A_ {2}  sin  omega _ {2} t) +  alpha _ {2} (A_ {1}  sin  omega _ {1} t + A_ {2}  sin  omega _ {2} t) ^ {2} +  cdots ,}vaus=\u03b11((EIN1S\u00fcnde\u2061\u03c91t+EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c92t)+\u03b12((EIN12S\u00fcnde2\u2061\u03c91t+2EIN1EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c91tS\u00fcnde\u2061\u03c92t+EIN22S\u00fcnde2\u2061\u03c92t)+\u22ef{ displaystyle v _ { text {out}} =  alpha _ {1} (A_ {1}  sin  omega _ {1} t + A_ {2}  sin  omega _ {2} t) +  alpha _ {2} (A_ {1} ^ {2}  sin ^ {2}  omega _ {1} t + 2A_ {1} A_ {2}  sin  omega _ {1} t  sin  omega _ { 2} t + A_ {2} ^ {2}  sin ^ {2}  omega _ {2} t) +  cdots ,}Es ist ersichtlich, dass der zweite Term oben ein Produkt der beiden Sinuswellen enth\u00e4lt.  Vereinfachung mit trigonometrischen Identit\u00e4ten:vaus=\u03b11((EIN1S\u00fcnde\u2061\u03c91t+EIN2S\u00fcnde\u2061\u03c92t)+\u03b12((EIN122[1\u2212cos\u20612\u03c91t]+EIN1EIN2[cos\u2061(\u03c91t\u2212\u03c92t)\u2212cos\u2061(\u03c91t+\u03c92t)]+EIN222[1\u2212cos\u20612\u03c92t])+\u22ef{ displaystyle { begin {align} v _ { text {out}} = {} &  alpha _ {1} (A_ {1}  sin  omega _ {1} t + A_ {2}  sin  omega _ {2} t) \\ & {} +  alpha _ {2}  left ({ frac {A_ {1} ^ {2}} {2}}[1-cos 2omega _{1}t]+ A_ {1} A_ {2}[cos(omega _{1}t-omega _{2}t)-cos(omega _{1}t+omega _{2}t)]+ { frac {A_ {2} ^ {2}} {2}}[1-cos 2omega _{2}t] right) +  cdots  end {align}}}vaus=\u03b12EIN1EIN2cos\u2061((\u03c91– –\u03c92)t– –\u03b12EIN1EIN2cos\u2061((\u03c91+\u03c92)t+\u22ef{ displaystyle v _ { text {out}} =  alpha _ {2} A_ {1} A_ {2}  cos ( omega _ {1} –  omega _ {2}) t-  alpha _ {2 } A_ {1} A_ {2}  cos ( omega _ {1} +  omega _ {2}) t +  cdots ,}Der Ausgang enth\u00e4lt also sinusf\u00f6rmige Terme mit Frequenzen in der Summe \u03c91 + \u03c92  und Unterschied \u03c91 – – \u03c92  der beiden urspr\u00fcnglichen Frequenzen.  Es enth\u00e4lt auch Begriffe bei den urspr\u00fcnglichen Frequenzen und bei Vielfachen der urspr\u00fcnglichen Frequenzen 2\u03c91, 2\u03c92, 3\u03c91, 3\u03c92, usw.;  Letztere werden als Harmonische sowie kompliziertere Terme bei Frequenzen von bezeichnet M\u03c91 + N\u03c92, Intermodulationsprodukte genannt.  Diese unerw\u00fcnschten Frequenzen m\u00fcssen zusammen mit der unerw\u00fcnschten \u00dcberlagerungsfrequenz von einem elektronischen Filter aus dem Mischerausgang herausgefiltert werden, um die gew\u00fcnschte Frequenz zu belassen.Siehe auch[edit]^ Christopher E. Cooper (Januar 2001). Physik.  Fitzroy Dearborn Verlag.  S. 25\u2013.  ISBN 978-1-57958-358-3.^ ein b c d United States Bureau of Naval Personnel (1973). Grundlegende Elektronik.  USA: Kurier Dover.  p.  338. ISBN 978-0-486-21076-6.^ ein b Graf, Rudolf F. (1999). Modernes W\u00f6rterbuch der Elektronik  (7. Aufl.).  USA: Newnes.  p.  344. ISBN 978-0-7506-9866-5.^ Horowitz, Paul;  Hill, Winfield (1989). Die Kunst der Elektronik  (2. Aufl.).  London: Cambridge University Press.  S. 885, 897. ISBN 978-0-521-37095-0.^ Seltsam, Allen;  Seltsam, Patricia (2003). Die zeitgen\u00f6ssische Geige: Erweiterte Auff\u00fchrungstechniken.  Vogelscheuche dr\u00fccken.  p.  216. ISBN 978-0-520-22409-4.^ Ingard, Uno (2008). Akustik.  Jones und Bartlett.  S. 18\u201321.  ISBN 978-1-934015-08-7.^ Diskussion einer Geschichte einiger Grundlagen der modernen radioelektronischen Technologie, Kommentare von Lloyd Espenschied, Proceedings of the IRE, Juli 1959 (Band 47, Nr. 7), S. 1254, 1256. Kritik. “… die Wurzeln unserer modernen Technologie gehen im Allgemeinen auf andere Quellen als das Hammond Laboratory zur\u00fcck.”  Kommentar. Viele der Wurzeln, die die Arbeit der Hammond-Gruppe und ihrer Zeitgenossen n\u00e4hrten, wurden in unserer Arbeit festgehalten: die Pionierarbeit von Wilson und Evans, Tesla, Shoemaker, in der grundlegenden Radiodynamik;  .  .  .  von Tesla und Fessenden, was zur Entwicklung grundlegender Zwischenfrequenzschaltungen f\u00fchrte.^ Nahin 2001, p.  91 mit der Aussage “Fessendens Schaltung war jedoch seiner Zeit voraus, da damals einfach keine Technologie verf\u00fcgbar war, mit der der erforderliche lokale Oszillator mit der erforderlichen Frequenzstabilit\u00e4t gebaut werden konnte.”  Abbildung 7.10 zeigt einen vereinfachten \u00dcberlagerungsdetektor von 1907.^ Fessenden 1905, p.  4^ Ashley, Charles Grinnell;  Heyward, Charles Brian (1912). Drahtlose Telegraphie und drahtlose Telefonie.  Chicago: Amerikanische Korrespondenzschule.  S. 103 \/ 15\u2013104 \/ 16.^ Tapan K. Sarkar, Geschichte der drahtlosen Kommunikation, Seite 372^ Videobandformate mit 1\u2044213 Zoll breites Klebeband ;;  Abgerufen am 01.01.2007^ Charles, Poynton (2003). Digitales Video und HDTV: Algorithmen und Schnittstellen.  San Francisco: Morgan Kaufmann Verlag.  S. 582\u20133.  ISBN 978-1-55860-792-7.^ Vertragsdetails: Robuste nanopop\u00f6se Keramik-Mikrosensorplattform^ Vertragsdetails: Varactor-Multiplikatoren mit hoher gepulster Leistung f\u00fcr die Bildgebung^ Patel, R.;  Achamfuo-Yeboah, S.;  Licht R.;  Clark M. (2011). “Weitfeld-Heterodyn-Interferometrie mit einer benutzerdefinierten CMOS-modulierten Lichtkamera”. Optics Express. 19 (24): 24546\u201324556.  doi:10.1364 \/ oe.19.024546.  PMID 22109482.^ Patel, R.;  Achamfuo-Yeboah, S.;  Licht R.;  Clark M. (2012). “Ultrastabiles \u00dcberlagerungsinterferometersystem unter Verwendung einer CMOS-modulierten Lichtkamera”. Optics Express. 20 (16): 17722\u201317733.  doi:10.1364 \/ oe.20.017722.  PMID 23038324.Verweise[edit]US 1050441, Fessenden, Reginald A., “Electric Signaling Apparatus”, ver\u00f6ffentlicht am 27. Juli 1905, herausgegeben am 14. Januar 1913 Glinsky, Albert (2000), Theremin: \u00c4thermusik und Spionage, Urbana, IL: University of Illinois Press, ISBN 978-0-252-02582-2Nahin, Paul J. (2001), Die Wissenschaft des Radios mit Matlab- und Electronics Workbench-Demonstrationen  (2. Aufl.), New York: Springer-Verlag, AIP Press, ISBN 978-0-387-95150-8Externe Links[edit]Hogan, John VL (April 1921), “Der Heterodyn-Empf\u00e4nger”, Elektrisches Tagebuch, 18: 116US 706740, Fessenden, Reginald A., “Wireless Signaling”, ver\u00f6ffentlicht am 28. September 1901, herausgegeben am 12. August 1902 US 1050728, Fessenden, Reginald A., “Method of Signaling”, ver\u00f6ffentlicht am 21. August 1906, herausgegeben am 14. Januar 1913 "},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki22\/2021\/01\/01\/heterodyne-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Heterodyne – Wikipedia"}}]}]