10-2 MELANGEUR DE RECEPTION

Objectif : Transporter l'information transportée par un signal de haute fréquence vers un signal de plus basse fréquence.

Figure 102-1 Principe du mélangeur de réception

Réalisation :

Figure 102-3 Réalisation d'un mélangeur de réception

On utilise un élément non linéaire (Réactance ou conductance) qui assure le mélange des différents signaux. L'élément non linéaire peut être polarisé par une tension continue V_0. Des filtres passe bande assurent la séparation des différents signaux.

Problème :

Déterminer la valeur de l'impédance de charge Z_m, de la tension de polarisation V₀ et la puissance de l'oscillateur local pour que le rapport entre la puissance de sortie P_m et la puissance d'entrée P_s soit maximum.

Nous noterons Pmn la puissance dans l'élément non linéaire corresponsdant à la fréquence :

Problème : Choix de l'élément non linéaire

On peut utiliser soit une réactance non linéaire ( diode varicap ou diode à capacité variable, diode polarisée en inverse) ou une conductance non linéaire ( diode polarisée en direct).

Réactance non linéaire : Lois de Manley-Rowe

Dans une réactance variable, nous pouvons admettre que les pertes sont nulles (en négligeant les éventuelles pertes dans la résistance série de la diode) ce qui s'écrit :

Dans cette expression toutes les puissances sont calculées deux fois.

Nous pouvons écrire :

Or, cette expression doit être vérifiée quelques soient fm et fn

On doit donc avoir :

Considérons la première expression

Or :

donc :

(102-1)

En faisant le même calcul avec la seconde expression, on obtient :

(102-2)

Les expressions (102-1) et (102-2) sont les lois de Manley-Rowe qui permettent de déterminer les relations entre puissance et fréquence dans un élément non linéaire sans perte.

Mélangeur de réception à Réactance non linéaire :

Dans un mélangeur de réception, les filtres font que seules les puissances correspondant aux trois fréquence fm, fl et fl-fm (BLI) ou fm-fl (BLS) sont non nulles.

Les lois de Manley-Rowe permettent d'écrire :

1- Pour le mélangeur BLS : seules les puissances P10, P01 et P11 correspondant à Pm, Pl et Ps sont non nulles

Les deux lois de Manley-Rowe donnent :

Pour obtenir un fonctionnement en mélangeur de réception, il faut que l'élémnt non lénéaire absorbe de la puisaance à la fréquence signal et à la fréquence de l'oscillateur local et émette de la puissance à la fréquence moyenne. soit :

Or, ces relations sont incompatibles avec la seconde loi de Manley-Rowe.

On ne peut donc pas réaliser de mélangeur de réception BLS avec une réactance variable.

On vérifiera aisement qu'il en est de même pour le mélageur de réception BLI.

Conclusion : On ne peut pas réaliser un mélangeur de réception avec un élément non linéaire sans pertes.