- 1. Mga Additive Mixer
- Bumubuo ng isang Simpleng Additive Mixer
- 2. Mga Multiplicative Mixer
- Panghalo ng Gilbert cell
- Arduino Sine Wave Generator
- Konklusyon
Ang isang taong magaling makisama ay isang espesyal na uri ng electronic circuit na pinagsasama ang dalawang signal (pana-panahong inuulit ang mga waveform). Ang mga mixer ay nakakahanap ng maraming paggamit sa mga audio at RF system at bihirang ginagamit bilang simpleng analog 'computer'. Mayroong dalawang uri ng Analog Audio Mixers - Additive Mixers at Multiplicative Mixers.
1. Mga Additive Mixer
Tulad ng iminungkahi ng kanilang pangalan, ang mga additive mixer ay nagdaragdag ng sama-sama ng mga halaga ng dalawang signal sa anumang instant, na nagreresulta sa isang tuluy-tuloy na form ng alon sa output na siyang kabuuan ng mga halaga ng mga indibidwal na form ng alon.
Ang pinakasimpleng aditif na panghalo ay simpleng dalawang mapagkukunan ng signal na konektado sa dalawang resistors sa sumusunod na fashion:
Pinipigilan ng mga resistor ang mga mapagkukunan ng signal na makagambala sa bawat isa, ang pagdaragdag ay nangyayari sa karaniwang node, hindi sa mga mapagkukunan ng signal mismo. Ang kagandahan ng pamamaraang ito ay posible ang isang bigat na kabuuan , depende sa mga halaga ng indibidwal na risistor.
Sa pagsasalita sa matematika, z = Ax + Ni
Kung saan ang 'z' ay ang output signal, 'x' at 'y' ang input signal at 'A' at 'B' ang mga ratiometric scaling factor ie ang halaga ng resistor na may kaugnayan sa bawat isa.
Halimbawa kung ang isa sa mga halaga ng resistor ay 10K at ang isa ay 5K, A at B ay naging 2 at 1 ayon sa pagkakabanggit, dahil ang 10K ay dalawang beses na 5K.
Siyempre, higit sa dalawang signal ang maaaring pagsamahin gamit ang audio mixer na ito.
Bumubuo ng isang Simpleng Additive Mixer
Mga kinakailangang bahagi:
1. 2x 10K resistors
2. 1x 3.3K risistor
3. Isang mapagkukunan ng dalawang signal ng channel
Diagram ng Circuit:
Sa dalawang resistors ng 10K, ang output ay ang kabuuan lamang ng mga signal ng pag-input. Ang A at B ay parehong pagkakaisa, dahil pareho ang dalawang mga resisting sa pag-scale.
Ang dilaw at asul na mga form ng alon ay ang mga input, at ang kulay-rosas na form ng alon ay ang output.
Kapag pinalitan namin ang isa sa 10K resistors ng isang 3.3K risistor, ang mga kadahilanan sa pag-scale ay naging 3 at 1 at isang ikatlo ng isang senyas ay naidagdag sa pangalawa.
Ang equation ng matematika ay:
z = x + 3y
Ipinapakita ng figure sa ibaba ang nagresultang output waveform na kulay rosas, at ang mga input na dilaw at asul.
Paglalapat ng Additive Mixers
Ang pinaka-kapansin-pansin na paggamit ng hobbyist ng mga simpleng mixer tulad nito ay nasa anyo ng isang pangbalanse ng headphone o isang 'mono to stereo' converter, na nagko-convert sa kaliwa at kanang mga channel mula sa isang 3.5mm stereo jack sa isang solong channel gamit ang dalawa (karaniwang) 10K resistors
2. Mga Multiplicative Mixer
Ang mga multiplikhang mixer ay medyo mas kawili-wili - nagpaparami sila ng dalawa (o marahil higit pa, ngunit mahirap iyan) mga signal ng pag-input at ang produkto ay ang signal ng output.
Ang pagdaragdag ay simple, ngunit paano tayo elektronikong dumami ?
May isa pang maliit na trick sa matematika na maaari nating mailapat dito, na tinatawag na isang logarithm.
Karaniwang tinatanong ng isang logarithm ang tanong - sa anong kapangyarihan dapat itaas ang isang naibigay na batayan upang maibigay ang resulta?
Sa ibang salita, 2 x = 8, x =?
Sa mga tuntunin ng logarithms, maaari itong isulat bilang:
mag-log 2 x = 8
Ang pagsulat ng mga numero sa mga tuntunin ng isang exponent ng isang karaniwang base ay nagbibigay-daan sa amin upang gumamit ng isa pang pangunahing pag-aari ng matematika:
a x xa y = a x + y
Ang pagpaparami ng dalawang exponents na may isang karaniwang base ay katumbas ng pagdaragdag ng mga exponents at pagkatapos ay itaas ang base sa lakas na iyon.
Ito ang implikasyon na, kung maglalapat tayo ng isang logarithm sa dalawang signal, pagdaragdag ng mga ito nang magkasama at pagkatapos ay 'pagkuha' ng isang antilog ay katumbas ng pagpaparami sa kanila!
Ang pagpapatupad ng circuit ay maaaring makakuha ng isang medyo kumplikado.
Dito, tatalakayin natin ang isang simpleng circuit na tinatawag na isang mixer ng Gilbert cell .
Panghalo ng Gilbert cell
Ipinapakita sa ibaba ng pigura ang Gilbert cell mixer circuit.
Ang circuit ay maaaring magmukhang nakakatakot sa una, ngunit tulad ng lahat ng mga kumplikadong circuit ay maaaring masira ang isang ito sa mas simpleng mga bloke ng pag-andar.
Ang mga pares ng transistor Q8 / Q10, Q11 / Q9 at Q12 / Q13 ay bumubuo ng mga indibidwal na kaugalian na amplifier.
Ang mga magkakaibang amplifier ay pinalalakas lamang ang pagkakaiba-iba ng mga boltahe ng pag-input sa dalawang transistor. Isaalang-alang ang simpleng circuit na ipinakita sa figure sa ibaba.
Ang pag-input ay nasa form na kaugalian, sa pagitan ng mga base ng transistors Q14 at Q15. Ang mga voltages ng base ay pareho, sa gayon ang mga alon ng kolektor at ang boltahe sa kabuuan ng R23 at R24 ay pareho, kaya ang output voltage na boltahe ay zero. Kung may pagkakaiba sa mga voltages ng base, magkakaiba ang mga alon ng kolektor, naitatakda ang iba't ibang mga voltages sa dalawang resistors. Ang output swing ay mas malaki kaysa sa swing swing, salamat sa aksyon ng transistor.
Ang takeaway mula dito ay ang nakuha ng amplifier ay nakasalalay sa kasalukuyang buntot, na kung saan ay ang kabuuan ng dalawang alon ng kolektor. Ang mas malaki ang kasalukuyang buntot, mas malaki ang nakuha.
Sa Gilbert cell mixer circuit na ipinakita sa itaas, ang nangungunang dalawang diff amps (nabuo ng Q8 / Q10 at Q11 / Q9) ay may mga cross koneksyon na output at isang karaniwang hanay ng mga pag-load.
Kapag ang mga alon ng buntot ng dalawang amplifier ay pareho at ang kaugalian na input na A ay 0, ang mga voltages sa mga resistors ay pareho at walang output. Ito rin ang kaso kapag ang input A ay may isang maliit na boltahe ng kaugalian, dahil ang mga alon ng buntot ay pareho, ang pag-cross-koneksyon ay nagkansela sa pangkalahatang output.
Lamang kapag ang dalawang mga alon ng buntot ay magkakaiba, ang output boltahe ay isang pagpapaandar ng pagkakaiba ng mga alon ng buntot.
Nakasalalay sa aling kasalukuyang buntot ang mas malaki o mas maliit, ang nakuha ay maaaring positibo o negatibo (na may kaugnayan sa input signal), ie invertting o non-invertting.
Ang pagkakaiba-iba sa mga alon ng buntot ay dinala tungkol sa paggamit ng isa pang kaugalian na amplifier na nabuo ng mga transistors Q12 / Q13.
Ang pangkalahatang resulta ay ang output kaugalian swing ay proporsyonal sa produkto ng kaugalian swing ng inputs A at B.
Bumubuo ng isang Gilbert Cell Mixer
Mga Kinakailangan na Bahagi:
1. 3x 3.3K resistors
2. 6x NPN transistors (2N2222, BC547, atbp.)
Dalawang yugto na inilipat na mga alon ng sine ay pinapakain sa mga input (ipinapakita ng dilaw at asul na mga bakas), at ang output ay ipinapakita sa kulay-rosas sa imahe sa ibaba, kumpara sa pag-andar ng multiply ng saklaw, na ang output ay ang lilang bakas.
Dahil ang oscilloscope ay gumagawa ng 'real time' na pagpaparami, ang mga input ay dapat na kaisa ng AC upang makalkula din ang negatibong rurok, dahil ang mga pag-input sa aktwal na panghalo ay kaisa ng DC at maaari nitong hawakan ang pagpaparami ng parehong mga polarities.
Mayroon ding isang bahagyang pagkakaiba ng phase sa pagitan ng output ng panghalo at ang bakas ng saklaw, dahil ang mga bagay tulad ng mga pagkaantala sa paglaganap ay dapat isaalang-alang sa totoong buhay.
Mga aplikasyon ng Multiplicative Mixers
Ang pinakamalaking paggamit para sa mga multiplicative mixer ay sa mga RF circuit, upang ma-demodulate ang mga dalas ng alon na dalas sa pamamagitan ng paghahalo nito sa isang intermediate frequency waveform.
Ang isang Gilbert cell tulad ng isang ito ay isang apat na quadrant multiplier, nangangahulugang posible ang pagpaparami sa parehong polarities, pagsunod sa mga simpleng alituntunin:
A x B = AB -A x B = -AB A x -B = -AB -A x -B = AB
Arduino Sine Wave Generator
Ang lahat ng mga waveform na ginamit para sa proyektong ito ay nabuo gamit ang isang Arduino. Naipaliliwanag namin nang detalyado ang Arduino function generator circuit nang detalyado.
Diagram ng Circuit:
Paliwanag sa code:
Lumilikha ang seksyon ng pag-setup ng dalawang mga talahanayan ng pagtingin na may mga halaga ng pagpapaandar ng sine, na-scale sa isang integer mula 0 hanggang 255 at isang yugto na inilipat ng 90 degree.
Sinusulat lamang ng seksyon ng loop ang mga halagang nakaimbak sa lookup table sa PWM timer. Ang output ng PWM pin 11 at 3 ay maaaring maging mababang pass na sinala upang makakuha ng isang halos perpektong alon ng sine. Ito ay isang magandang halimbawa ng DDS, o direktang pagbubuo ng digital.
Ang nagresultang sine wave ay may napakababang dalas, na nililimitahan ng dalas ng PWM. Maaari itong maayos sa ilang mababang antas ng mahika sa pagrehistro. Ang kumpletong Arduino code para sa sine wave generator ay ibinibigay sa ibaba:
Arduino code:
# tukuyin ang pinOne 11 # tukuyin ang pinTwo 3 # tukuyin ang pi 3.14 float phase = 0; int resulta, resultaTwo, sineValuesOne, sineValuesTwo, i, n; void setup () {pinMode (pinOne, OUTPUT); pinMode (pinTwo, INPUT); Serial.begin (115200); para sa (phase = 0, i = 0; phase <= (2 * pi); phase = phase + 0.1, i ++) {resulta = (50 * (2.5 + (2.5 * sin (phase)))); sineValuesOne = resulta; resultaTwo = (50 * (2.5 + (2.5 * kasalanan (phase - (pi * 0.5))))); sineValuesTwo = resultaTwo; } n = i; } void loop () {para sa (i = 0; i <= n; i ++) {analogWrite (pinOne, sineValuesOne); analogWrite (pinTwo, sineValuesTwo); antala (5); }}
Konklusyon
Ang mga mixer ay mga elektronikong circuit na nagdaragdag o nagpaparami ng dalawang input. Mahahanap nila ang malawak na paggamit sa audio, RF at paminsan-minsan bilang mga elemento ng isang analog computer.