conversion vers le haut

La conversion ascendante est le processus électronique qui consiste à déplacer un signal de radiofréquence d'une fréquence inférieure à une fréquence supérieure. Cela se fait à l'aide d'un mélangeur, qui combine le signal entrant avec un signal d'oscillateur local pour produire une sortie à une nouvelle fréquence déterminée par leur somme. Dans un circuit de conversion ascendante typique, si vous introduisez un signal à 100 MHz avec un oscillateur local fonctionnant à 900 MHz, vous obtenez une sortie à 1000 MHz. Le processus est fondamental dans la conception des émetteurs, où les signaux en bande de base ou à fréquence intermédiaire doivent être décalés vers la fréquence porteuse finale pour le rayonnement.

Le mélangeur lui-même est un composant non linéaire, généralement une configuration de diode ou de transistor, qui effectue la multiplication et l'addition de fréquences. Lorsque deux signaux traversent un dispositif non linéaire, il génère non seulement les fréquences somme et différence, mais aussi des harmoniques et des produits d'intermodulation. Pour la conversion ascendante, vous voulez la fréquence somme (f1 + f2) et filtrer les produits de mélange indésirables. Le signal de l'oscillateur local est beaucoup plus fort que le signal entrant, et sa fréquence détermine la bande de sortie finale. Dans les systèmes modernes, les mélangeurs sont souvent intégrés dans des puces de silicium et fonctionnent à des fréquences gigahertz.

Conversion ascendante versus conversion descendante

La conversion descendante fait l'inverse : elle prend un signal haute fréquence et le mélange vers une fréquence inférieure (ou bande de base) en utilisant la fréquence de différence (f1 - f2). Dans un émetteur-récepteur typique, le récepteur utilise un convertisseur descendant pour abaisser les signaux reçus en vue de leur traitement, tandis que l'émetteur utilise un convertisseur ascendant pour décaler le signal vers la fréquence de transmission. Les deux processus utilisent un matériel de mélangeur similaire, mais avec des fréquences d'oscillateur local et des stratégies de filtrage différentes.

Les convertisseurs ascendants pratiques doivent gérer plusieurs problèmes réels. Les sorties parasites, les fréquences images et les fuites de l'oscillateur local peuvent contaminer le spectre de sortie et provoquer des violations réglementaires ou des interférences avec d'autres systèmes. La perte de conversion d'un mélangeur est généralement de 5 à 8 décibels, de sorte qu'une amplification avant et après le mélangeur est généralement nécessaire. Pour les signaux exigeant des performances à faible bruit, le bruit de phase de l'oscillateur local affecte directement la qualité du signal de sortie, ce qui rend la stabilité de l'oscillateur critique dans des systèmes comme les communications par satellite ou les stations de base cellulaires.

Le terme apparaît dans les communications radio, micro-ondes et optiques. Dans les systèmes RF et micro-ondes fonctionnant au-dessus de 100 MHz, la conversion ascendante est une pratique courante. Dans les systèmes à fibre optique, la conversion ascendante fait référence au décalage de la lumière infrarouge vers des longueurs d'onde visibles, bien que la physique sous-jacente soit différente. Le nom lui-même est simple : la fréquence augmente, donc le signal est converti vers le haut dans le spectre.