ในทางอิเล็กทรอนิกส์มิกเซอร์หรือตัวผสมความถี่คือวงจรที่สร้างสัญญาณ ที่มี ความถี่ใหม่จากสัญญาณสองสัญญาณที่ป้อนเข้าไป ในการใช้งานทั่วไป สัญญาณสองสัญญาณจะถูกป้อนเข้าไปและได้สัญญาณสองสัญญาณออกมา โดยมีความถี่เท่ากับผลรวมและผลต่างของความถี่เดิม นอกจากนี้ยังสามารถสร้างส่วนประกอบความถี่อื่นๆ ได้ในมิกเซอร์ความถี่ในทางปฏิบัติ

ตัวผสมสัญญาณ (Mixer) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเปลี่ยนช่วงความถี่ของสัญญาณ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าเฮเทอโรไดน์ (Heterodyning)เพื่อความสะดวกในการส่งสัญญาณหรือการประมวลผลสัญญาณเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ (Superheterodyne receiver)คือตัวผสมสัญญาณที่ใช้ในการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณที่ได้รับไปยังความถี่กลาง ทั่วไป ตัว ผสมความถี่ยังใช้ในการปรับสัญญาณพาหะในเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ อีก ด้วย

ชื่อdetector [ ^{1 ]} heterodyne [ ^{2 ]} mixer ^{[ 3 ]} : ⁸⁴ และconverter ^{[ 4 ] : 962–964 มีการทับซ้อนกันในเชิงประวัติศาสตร์ และความ หมาย ของชื่อเหล่า นี้}ก็แตกต่างกันไปตามกาลเวลาและบริบท

ในเอกสารเกี่ยวกับวิทยุยุคแรก อุปกรณ์ที่รวมสัญญาณสองสัญญาณเข้าด้วยกันเพื่อสร้างความถี่ใหม่ มักถูกเรียกว่าตัวตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์หรือเรียกสั้น ๆ ว่าตัวตรวจจับ เนื่องจากประโยชน์สำคัญในยุคแรกคือการสร้างเสียงบีตที่ได้ยินจากสัญญาณคลื่นต่อเนื่อง เมื่อเครื่องรับแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์เริ่มแพร่หลาย ขั้นตอนการเปลี่ยนความถี่มักถูกเรียกว่าตัวแปลง โดย เฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมฟังก์ชันการกำเนิดสัญญาณและการผสมสัญญาณไว้ในหลอดสุญญากาศหรือทรานซิสเตอร์ตัวเดียว

ในความหมายสมัยใหม่มิกเซอร์เป็นคำทั่วไปสำหรับวงจรที่แปลงความถี่โดยการรวมสัญญาณอินพุตสองสัญญาณในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้น นอกจากนี้ยังสามารถวิเคราะห์ได้ว่าเป็นระบบเชิงเส้นที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา^{[ 5 ] : 405} คำว่ามิกเซอร์ยังใช้สำหรับการรวมสัญญาณเชิงเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันด้านเสียง เช่น คอนโซลผสมเสียง^{[ 6 ] : 90–94}

เครื่อง รับแบบ ซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ใช้มิกเซอร์เพื่อรวม สัญญาณ ความถี่วิทยุ (RF) ที่เข้ามากับออสซิลเลเตอร์ภายใน (LO) ซึ่งจะสร้างความถี่กลาง (IF) ซึ่งโดยปกติจะคงที่ ในขณะที่ออสซิลเลเตอร์ถูกปรับจูนไปทั่วแบนด์ ในการออกแบบส่วนใหญ่ ความถี่กลาง (IF) จะเป็นผลต่างระหว่างความถี่ RF และ LO ตัวอย่างเช่น เครื่องรับที่ปรับจูนไปที่ 1000 kHz ด้วยออสซิลเลเตอร์ 1455 kHz จะสร้างความถี่กลาง (IF) ที่ 455 kHz จากนั้นสัญญาณที่แปลงแล้วจะถูกกรองและขยายสัญญาณ

เครื่องส่งสัญญาณแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ใช้หลักการเดียวกันแต่ในทางกลับกัน โดยแปลงสัญญาณความถี่กลางไปเป็นความถี่ส่งสุดท้าย

มิกเซอร์ยังมีความสำคัญในระบบโทรศัพท์แบบใช้คลื่นความถี่ การสนทนาทางโทรศัพท์หลายสายสามารถใช้วงจรเดียวกันได้ โดยการเปลี่ยนช่องสัญญาณเสียง 300 Hz ถึง 3000 Hz ไปยังช่องความถี่ที่สูงกว่า เช่น 56.3 kHz ถึง 59 kHz จากนั้นจึงรวมเข้ากับช่องสัญญาณอื่นๆ^{[ 7 ]}ระบบประเภทนี้เริ่มใช้งานจริงในปี พ.ศ. 2457 ในเส้นทางต่างๆ รวมถึงเซาท์เบนด์ รัฐอินเดียนา และโทเลโด รัฐโอไฮโอ

ในดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ การผสมแบบไม่เชิงเส้นมักเรียกว่าการมอดูเลชั่นแบบวงแหวน การรวมสัญญาณเสียงสองสัญญาณเข้าด้วยกันจะสร้างโทนเสียงใหม่ที่ไม่มีอยู่ในสัญญาณดั้งเดิมใดๆ^{[ 8 ]}เอฟเฟกต์นี้ถูกนำไปใช้ในการออกแบบซินเธไซเซอร์ Moog ในภายหลัง ^{[ 9 ]}

วงจรผสมสัญญาณไม่เพียงแต่ใช้ในการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณอินพุตดังเช่นในเครื่องรับ แต่ยังใช้เป็นตัวตรวจจับผลิตภัณฑ์ตัวปรับสัญญาณ ตัวตรวจจับเฟสหรือตัวคูณความถี่ ได้อีกด้วย ^{[ 10 ]}ตัวอย่างเช่นเครื่องรับการสื่อสารอาจมีวงจรผสมสัญญาณสองขั้นสำหรับการแปลงสัญญาณอินพุตเป็นความถี่ระดับกลาง และวงจรผสมสัญญาณอีกตัวที่ใช้เป็นตัวตรวจจับสำหรับการถอดรหัสสัญญาณ

วงจรผสมสัญญาณรับสัญญาณอินพุตที่ความถี่f ₁และf ₂และสร้างส่วนประกอบเอาต์พุตที่ความถี่ใหม่ ความถี่ที่ใช้กันทั่วไปคือความถี่ผลรวมและความแตกต่างf ₁ + f ₂และวงจรจริงยังสร้างส่วนประกอบเพิ่มเติมในรูปแบบโดยที่mและnเป็นจำนวนเต็ม^{[ 6 ] : 91–93} ในการใช้งานส่วนใหญ่ การกรองหลังวงจรผสมสัญญาณจะเป็นตัวกำหนดว่าผลิตภัณฑ์ใดจะถูกนำไปใช้ ${\displaystyle |f_{1}-f_{2}|}$${\displaystyle \pm nf_{1}\pm mf_{2}}$

ถ้าสัญญาณอินพุตทั้งสองคูณกันแล้วได้เป็นสัญญาณไซน์:

${\displaystyle v_{1}=\sin(2\pi f_{1}t),\qquad v_{2}=\sin(2\pi f_{2}t)}$

แล้ว:

${\displaystyle v_{1}v_{2}={\tfrac {1}{2}}\cos[2\pi (f_{1}-f_{2})t]-{\tfrac {1}{2}}\cos[2\pi (f_{1}+f_{2})t]}$

ดังนั้น ตัวคูณในอุดมคติจะสร้างเฉพาะส่วนผลบวกและผลต่างเท่านั้น และตัวกรองที่ตามมาจะเลือกเอาต์พุตที่ต้องการ

ในเครื่องรับแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ อินพุตหนึ่งคือสัญญาณ RF และอีกอินพุตหนึ่งคือออสซิลเลเตอร์ภายใน ส่วนเอาต์พุตที่เลือกคือความถี่กลาง คุณลักษณะของมิกเซอร์ที่พึงประสงค์ในแอปพลิเคชันนี้ ได้แก่ การส่งผ่านออสซิลเลเตอร์ภายในต่ำ การแปลงสัญญาณ RF อินพุตแบบเชิงเส้น เสียงรบกวนที่เพิ่มเข้ามาต่ำ และความต้านทานที่ดีต่อสัญญาณแรงที่อยู่ใกล้เคียง

ในวงจรรวมเซลล์ Gilbertเป็นโทโพโลยีมิกเซอร์ทั่วไป^{[ 6 ] : 113 [ 11 ] : 747–760} เมื่อถูกขับเคลื่อนอย่างแรงโดยออสซิลเลเตอร์ภายใน มันจะประมาณค่าการคูณแบบสวิตช์

วงจรผสมสัญญาณรุ่นแรกๆ มักทำงานโดยการบวกสัญญาณอินพุตสองสัญญาณเข้าด้วยกัน แล้วนำรูปคลื่นที่รวมกันแล้วไปใช้กับอุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น ตัวตรวจจับคริสตัล ไดโอด หรือหลอดสุญญากาศ เนื่องจากลักษณะการถ่ายโอนที่ไม่เป็นเชิงเส้น สัญญาณเอาต์พุตจึงประกอบด้วยความถี่ผลรวมและความถี่ผลต่าง รวมถึงฮาร์โมนิกและผลคูณของการผสมสัญญาณ

การวิเคราะห์เบื้องต้นแยกแยะระหว่าง การทำงาน ตามกฎเชิงเส้นซึ่งลักษณะของอุปกรณ์เป็นสัดส่วนโดยประมาณ และ การทำงาน ตามกฎกำลังสองซึ่งเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของอินพุต ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์การผสมลำดับที่สองที่แข็งแกร่ง^{[ 12 ] : 569}

วิทยุซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ RCA Radiola ปี 1924 ใช้ มิกเซอร์ของ Houckซึ่งใช้ฮาร์มอนิกที่สองของออสซิลเลเตอร์ภายในสำหรับการแปลงความถี่ Houck พัฒนาวงจรนี้เพื่อเอาชนะข้อจำกัดของหลอดสุญญากาศรุ่นแรกๆ^{[ 2 ] [ 13 ] : 204–205}

คุณลักษณะสำคัญของมิกเซอร์คือการสร้างส่วนประกอบในเอาต์พุตซึ่งเป็นฟังก์ชันไม่เชิงเส้นของสัญญาณอินพุตทั้งสอง ทั้งวงจรแอคทีฟและพาสซีฟสามารถสร้างมิกเซอร์ได้ มิกเซอร์แบบพาสซีฟใช้ไดโอด หนึ่งตัวหรือมากกว่า และอาศัย ความสัมพันธ์ ไม่เชิงเส้นระหว่างกระแสและแรงดันในมิกเซอร์แบบพาสซีฟ สัญญาณเอาต์พุตที่ต้องการจะมีกำลังต่ำกว่าสัญญาณอินพุตเสมอ

มิกเซอร์แบบแอคทีฟใช้ตัวขยายสัญญาณ (เช่นทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศ ) ซึ่งอาจเพิ่มความแรงของสัญญาณที่ได้ มิกเซอร์แบบแอคทีฟช่วยปรับปรุงการแยกสัญญาณระหว่างพอร์ต แต่ก็อาจมีสัญญาณรบกวนสูงกว่า มีการบิดเบือนมากกว่า และสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่า นอกจากนี้ มิกเซอร์แบบแอคทีฟอาจมีความเป็นเชิงเส้นน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งทนต่อการโอเวอร์โหลดได้น้อยกว่า

เครื่องผสมสัญญาณเสียงอาจสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแยกชิ้น อาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรรวมหรืออาจมาในรูปแบบโมดูลไฮบริด

นอกจากนี้ ยังสามารถจำแนกประเภทของมิกเซอร์ตามโครงสร้างทางกายภาพ ได้อีกด้วย :

• มิกเซอร์แบบไม่สมดุลนอกจากจะสร้างสัญญาณผลิตภัณฑ์แล้ว ยังอนุญาตให้สัญญาณอินพุตทั้งสองผ่านไปและปรากฏเป็นส่วนประกอบในสัญญาณเอาต์พุตได้อีกด้วย
• วงจรผสมสัญญาณแบบสมดุลเดี่ยวถูกจัดเรียงโดยให้หนึ่งในอินพุตของมันต่อเข้ากับวงจรสมดุล ( แบบดิฟเฟอเรนเชียล ) เพื่อให้สัญญาณออสซิลเลเตอร์ภายใน (LO) หรือสัญญาณอินพุต (RF) ถูกระงับที่เอาต์พุต แต่ไม่ใช่ทั้งสองสัญญาณพร้อมกัน
• มิกเซอร์แบบดับเบิลบาลานซ์จะมีอินพุตทั้งสองที่ใช้กับวงจรดิฟเฟอเรนเชียล ดังนั้นจึงไม่มีสัญญาณอินพุตใดปรากฏที่เอาต์พุต มีเพียงสัญญาณผลิตภัณฑ์เท่านั้น^{[ 14 ]}มิกเซอร์แบบดับเบิลบาลานซ์มีความซับซ้อนกว่าและต้องการระดับไดรฟ์ที่สูงกว่าการออกแบบแบบไม่บาลานซ์และแบบบาลานซ์เดี่ยว

การเลือกประเภทของเครื่องผสมถือเป็นการแลกเปลี่ยนกันสำหรับการใช้งานเฉพาะ^{[ 15 ]}

มิกเซอร์แบบไม่สมดุลใช้องค์ประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นกับผลรวมของอินพุตทั้งสอง โดยทั่วไปสัญญาณอินพุตดั้งเดิมจะปรากฏที่เอาต์พุตพร้อมกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ มิกเซอร์แบบไดโอด ทรานซิสเตอร์ และหลอดสุญญากาศแบบง่ายเป็นตัวอย่าง วงจรเหล่านี้เรียบง่ายและอาจให้เกนการแปลง แต่โดยปกติแล้วต้องมีการกรองเอาต์พุตเพื่อระงับส่วนประกอบที่ไม่ต้องการ^{[ 5 ] : 411–416}

ต่อมาได้มีการพัฒนาหลอดสุญญากาศที่มีลักษณะการผสมแบบทวีคูณใกล้เคียงกันมากขึ้น^{[ 16 ]}ตัวอย่างเช่น หลอดแปลงเพนทากริดและเฮปโทด เช่น 6L7

มิกเซอร์แบบบาลานซ์ใช้สมมาตรของวงจรเพื่อให้สัญญาณอินพุตหนึ่งหรือทั้งสองถูกหักล้างกันที่เอาต์พุตโดยพื้นฐาน ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการยังคงอยู่^{[ 17 ]}ซึ่งช่วยลดการทะลุผ่านของออสซิลเลเตอร์ภายใน การแผ่รังสี และการบิดเบือนที่ไม่ต้องการ การจัดเรียงแบบบาลานซ์ได้รับการยอมรับอย่างดีในช่วงทศวรรษ 1930 ในระบบส่งสัญญาณโทรศัพท์^{[ 18 ] [ 19 ]}

มิกเซอร์แบบสมดุลเดี่ยวจะระงับสัญญาณอินพุตหนึ่งสัญญาณ ซึ่งโดยทั่วไปคือออสซิลเลเตอร์ภายใน^{[ 5 ] : 419–422} ในปี พ.ศ. 2464 มีการอธิบายโมดูเลเตอร์แบบสมดุลโดยใช้ไตรโอดคู่สำหรับโทรศัพท์แบบพาหะ^{[ 7 ]}มิกเซอร์แบบสมดุลเดี่ยวยังยกเลิกหรือระงับผลิตภัณฑ์การบิดเบือนลำดับคู่จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับออสซิลเลเตอร์ภายในอย่างมาก ในขณะที่ลดสัญญาณออสซิลเลเตอร์ภายในที่เอาต์พุต^{[ 17 ]}

ท่อเบี่ยงเบนลำแสง เช่น 7360 มีลักษณะคล้ายกับมิกเซอร์สมดุลเดี่ยว^{[ 20 ]}

วงจรผสมสัญญาณแบบสมดุลคู่ ( double -balanced mixer)จะตัดสัญญาณอินพุตทั้งสองออกจากสัญญาณเอาต์พุต และส่งผ่านเฉพาะผลรวมและผลต่างเป็นหลัก วงจรผสมสัญญาณแบบไดโอดริง (diode-ring mixer) เป็นรูปแบบที่พบได้ทั่วไป และทำงานคล้ายกับตัวคูณแบบสวิตชิ่งเมื่อได้รับสัญญาณ LO ที่แรง:

${\displaystyle v_{out}\propto \operatorname {sgn} (v_{LO})\,v_{RF}}$

วิธีนี้ช่วยลดส่วนประกอบที่ไม่พึงประสงค์หลายอย่างลง ในขณะที่ยังคงรักษาการแปลงความถี่ที่ต้องการไว้ได้

ในมิกเซอร์แบบไดโอดริง ไดโอดที่ใช้กันทั่วไปคือ ชนิด Schottkyมิกเซอร์ประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการส่งผ่านสัญญาณต่ำ ช่วงความถี่กว้าง และประสิทธิภาพสัญญาณขนาดใหญ่ที่ดี^{[ 5 ] : 434–437}

การวิจัยของ Bell System ในช่วงปลายทศวรรษ 1920 ได้ตรวจสอบมิกเซอร์แบบดับเบิลบาลานซ์โดยใช้ตัวเรียงกระแสออกไซด์ทองแดงสำหรับการปรับเสียง ในปี 1931 มีรายงานว่ามิกเซอร์เหล่านี้เป็นคู่แข่งที่สำคัญของตัวปรับสัญญาณแบบหลอดสุญญากาศ และในปี 1939 ก็ถูกนำไปใช้ในระบบคลื่นพาหะโทรศัพท์หลายระบบ^{[ 18 ] [ 19 ]}วงจรเหล่านี้แปลงช่องสัญญาณเสียงเป็นความถี่คลื่นพาหะที่สูงขึ้น เพื่อให้การสนทนาหลายครั้งสามารถใช้เส้นทางการส่งสัญญาณเดียวกันได้ มีรายงานว่าระบบสามารถรองรับช่องสัญญาณเสียงได้มากถึง 60 ช่องในย่านความถี่ 240 kHz วงจรวงแหวนแบบเรียงกระแสสี่ตัวช่วยลดการรบกวนที่ไม่ต้องการได้ประมาณ 20-30 dB และถูกอธิบายว่าเป็นตัวปรับสัญญาณแบบสวิตช์กลับทิศทางแบบดับเบิลบาลานซ์ หรือตัวปรับสัญญาณแบบวงแหวนในเอกสารภาษาเยอรมัน^{[ 18 ]}

มิกเซอร์แบบสมดุลยังสามารถสร้างจากอุปกรณ์แอคทีฟ เช่น ทรานซิสเตอร์หรือ MOSFET ได้อีกด้วย เอกสาร ISSCC ในปี 1968 อธิบายถึงมิกเซอร์ MOSFET แบบสมมาตรที่มีประสิทธิภาพดีกว่าตัวรับสัญญาณการสื่อสารทั่วไปในยุคนั้นประมาณ 40 dB ^{[ 21 ]}

เช่นเดียวกับวงจรแปลงสัญญาณหลอดสุญญากาศรุ่นก่อนหน้า มิกเซอร์แบบดับเบิลบาลานซ์แบบรวมสามารถรวมการสร้างออสซิลเลเตอร์ภายในได้ด้วย มีการรายงานการรวมแอมพลิฟายเออร์เสียงรบกวนต่ำ ออสซิลเลเตอร์ และมิกเซอร์ขนาด 1.5 มิลลิวัตต์ในกระบวนการ CMOS 65 นาโนเมตร^{[ 22 ]}

วงจรมิกเซอร์มีลักษณะเฉพาะตามคุณสมบัติ เช่นอัตรา ขยาย (หรือการสูญเสีย) การแปลง ค่าสัญญาณรบกวนและความไม่เป็นเชิงเส้น^{[ 23 ]}

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบไม่เชิงเส้นที่ใช้เป็นตัวผสมสัญญาณ ได้แก่ไดโอดและทรานซิสเตอร์ที่ไบแอสใกล้จุดตัด อุปกรณ์เชิงเส้นที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เช่น ตัวคูณแบบอนาล็อกให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า เนื่องจากเฉพาะในตัวคูณที่แท้จริงเท่านั้นที่แอมพลิจูดเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดอินพุต ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการแปลงเชิงเส้น ตัวเหนี่ยวนำแกนเฟอร์โรแมกเนติกที่ถูกขับจนถึงจุดอิ่มตัวก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ในด้านทัศนศาสตร์แบบไม่เชิงเส้น ผลึกที่มีคุณสมบัติไม่เชิงเส้นถูกนำมาใช้เพื่อผสมความถี่สองความถี่ของแสงเลเซอร์เพื่อสร้างเฮ เทอโรไดน์เชิงแสง

ไดโอดสามารถใช้สร้างมิกเซอร์แบบไม่สมดุลอย่างง่ายได้ กระแสที่ไหลผ่านไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ในอุดมคติส่วนใหญ่เป็นฟังก์ชันเลขชี้กำลังของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมมัน ดังนี้: ${\displaystyle I}$${\displaystyle V_{D}}$

${\displaystyle I=I_{\mathrm {S} }\left(e^{qV_{\mathrm {D} } \over nkT}-1\right)}$

โดยที่คือกระแสอิ่มตัวคือประจุของอิเล็กตรอนคือปัจจัยความไม่เป็นอุดมคติคือค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์และคืออุณหภูมิสัมบูรณ์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลสามารถขยายได้เป็นอนุกรมกำลัง${\displaystyle I_{\คณิตศาสตร์ {S} }}$${\displaystyle q}$${\displaystyle n}$${\displaystyle k}$${\displaystyle T}$

${\displaystyle e^{x}=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {x^{n}}{n!}}=1+x+{\frac {x^{2}}{2}}+{\frac {x^{3}}{6}}+{\frac {x^{4}}{24}}+{\frac {x^{5}}{120}}+\dots }$

เครื่องหมายจุดไข่ปลาแสดงถึงกำลังที่สูงกว่าทั้งหมดของผลรวม สำหรับค่าเล็กๆ ของพจน์ลำดับสูงกว่านั้นจะไม่สำคัญ ดังนั้นการประมาณโดยใช้เพียงสามพจน์แรกจึงเป็นดังนี้: ${\displaystyle x}$

${\displaystyle e^{x}-1\approx x+{\frac {x^{2}}{2}}\,.}$

สมมติว่าผลรวมของสัญญาณอินพุตทั้งสองถูกป้อนเข้าสู่ไดโอด และเกิดแรงดันเอาต์พุตที่แปรผันตรงกับกระแสที่ไหลผ่านไดโอด (อาจโดยการให้แรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทานที่ต่ออนุกรมกับไดโอด) ดังนั้น โดยไม่คำนึงถึงค่าคงที่ในสมการของไดโอด แรงดันเอาต์พุตจะแปรผันตรงกับ: ${\displaystyle v_{1}{+}v_{2}}$

${\displaystyle v_{\mathrm {o} }=(v_{1}+v_{2})+{\frac {1}{2}}(v_{1}+v_{2})^{2}+\dots }$

นอกจากสัญญาณดั้งเดิมสองสัญญาณแล้ว แรงดันเอาต์พุตนี้ยังมีซึ่งเมื่อเขียนใหม่เป็นจะเห็นได้ว่าประกอบด้วยผลคูณของสัญญาณดั้งเดิมสองสัญญาณ ${\displaystyle v_{1}{+}v_{2}}$${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}(v_{1}+v_{2})^{2}}$${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}v_{1}^{2}+v_{1}v_{2}+{\tfrac {1}{2}}v_{2}^{2}}$${\displaystyle v_{1}v_{2}}$

ถ้าป้อนสัญญาณไซน์ สองความถี่ที่ต่างกันเข้าไปในไดโอด โดยที่ และแล้วเอาต์พุตจะเป็นดังนี้: ${\displaystyle v_{1}{=}\sin at}$${\displaystyle v_{2}{=}\บาป บาท}$${\displaystyle v_{\text{o}}}$

${\displaystyle v_{\mathrm {o} }=(\sin at+\sin bt)+{\frac {1}{2}}(\sin at+\sin bt)^{2}+\dots }$

เมื่อขยายพจน์กำลังสองจะได้:

${\displaystyle {\begin{aligned}v_{\mathrm {o} }&=(\sin at+\sin bt)+{\frac {1}{2}}(\sin ^{2}at+2\sin at\cdot \sin bt+\sin ^{2}bt)+\dots \\&=(\sin at+\sin bt)+{\frac {1}{2}}\sin ^{2}at+\color {blue}\sin at\cdot \sin bt\color {black}+{\frac {1}{2}}\sin ^{2}bt+\dots \end{aligned}}}$

ตามเอกลักษณ์ผลคูณผลบวกของโปรสตาเฟอรีซิส ผลคูณสามารถแสดงได้เป็นผลรวมของคลื่นไซน์สองคลื่นที่ความถี่ผลรวมและความถี่ผลต่างเท่ากับและ: ${\displaystyle (\sin a\sin b={\tfrac {\cos(ab)-\cos(a+b)}{2}})}$${\displaystyle \color {blue}\sin at\cdot \sin bt}$${\displaystyle a{+}b}$${\displaystyle a{-}b}$

${\displaystyle {\begin{aligned}\color {blue}\sin at\sin bt\color {black}&={\tfrac {1}{2}}\cos[(a-b)t]-{\tfrac {1}{2}}\cos[(a+b)t]\\&={\tfrac {1}{2}}\sin[(a-b)t+{\tfrac {\pi }{2}}]+{\tfrac {1}{2}}\sin[(a+b)t-{\tfrac {\pi }{2}}]\,.\end{aligned}}}$

ความถี่ใหม่เหล่านี้เป็นส่วนเพิ่มเติมจากความถี่เดิมของและตัวกรองแบบแถบความถี่แคบอาจใช้เพื่อกำจัดความถี่ที่ไม่ต้องการออกจากสัญญาณเอาต์พุต^{[ 24 ]}${\displaystyle a}$${\displaystyle b}$

มิกเซอร์อีกรูปแบบหนึ่งทำงานโดยการสลับ ซึ่งเทียบเท่ากับการคูณสัญญาณอินพุตด้วยคลื่นสี่เหลี่ยม ในมิกเซอร์แบบดับเบิลบาลานซ์ สัญญาณอินพุต (ที่เล็กกว่า) จะถูกกลับเฟสหรือไม่กลับเฟสสลับกันไปตามเฟสของออสซิลเลเตอร์ภายใน (LO) กล่าวคือ สัญญาณอินพุตจะถูกคูณด้วยคลื่นสี่เหลี่ยมที่สลับระหว่าง +1 และ -1 ในอัตราของ LO อย่างมีประสิทธิภาพ

ในมิกเซอร์แบบสวิตช์สมดุลเดี่ยว สัญญาณอินพุตจะถูกส่งผ่านหรือถูกบล็อกสลับกัน ดังนั้นสัญญาณอินพุตจึงถูกคูณด้วยคลื่นสี่เหลี่ยมที่สลับระหว่าง 0 และ +1 อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ส่วนประกอบความถี่ของสัญญาณอินพุตปรากฏอยู่ในเอาต์พุตพร้อมกับผลคูณ^{[ 25 ]}เนื่องจากสัญญาณที่คูณสามารถมองได้ว่าเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีค่าออฟเซ็ต DC (เช่น ส่วนประกอบความถี่เป็นศูนย์)

จุดประสงค์ของมิกเซอร์แบบสวิตชิ่งคือการทำให้การทำงานเป็นแบบเชิงเส้นโดยใช้การสวิตชิ่งแบบแข็ง (hard switching) ซึ่งขับเคลื่อนโดยออสซิลเลเตอร์ภายใน (local oscillator) ในโดเมนความถี่ การทำงานของมิกเซอร์แบบสวิตชิ่งจะนำไปสู่ความถี่ผลรวมและความถี่ผลต่างตามปกติ แต่ยังรวมถึงพจน์อื่นๆ เช่น ±3 f _LO , ±5 f _LOเป็นต้น ข้อดีของมิกเซอร์แบบสวิตชิ่งคือสามารถลดค่าตัวเลขสัญญาณรบกวน (NF) และเพิ่มอัตราขยายการแปลงได้มากขึ้น (ด้วยความพยายามเท่ากัน) เนื่องจากไดโอดหรือทรานซิสเตอร์แบบสวิตชิ่งทำหน้าที่เหมือนตัวต้านทานขนาดเล็ก (สวิตช์ปิด) หรือตัวต้านทานขนาดใหญ่ (สวิตช์เปิด) และในทั้งสองกรณีจะมีสัญญาณรบกวนเพิ่มเข้ามาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จากมุมมองของวงจร มิกเซอร์แบบคูณหลายตัวสามารถใช้เป็นมิกเซอร์แบบสวิตชิ่งได้ เพียงแค่เพิ่มแอมพลิจูดของ LO ดังนั้นวิศวกร RF จึงพูดถึงมิกเซอร์โดยทั่วไป ในขณะที่พวกเขาหมายถึงมิกเซอร์แบบสวิตชิ่ง

• ตัวคูณความถี่
• มิกเซอร์ซับฮาร์โมนิก
• ตัวตรวจจับผลิตภัณฑ์
• ตัวแปลงเพนทากริด
• ท่อเบี่ยงเบนลำแสง
• การปรับวงแหวน
• เซลล์กิลเบิร์ต
• การตรวจจับแบบเฮเทอโรไดน์เชิงแสง
• อินเตอร์โมดูเลชั่น
• จุดตัดอันดับสาม
• เอฟเฟกต์น็อตขึ้นสนิม

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับแผนภาพวงจรไฟฟ้าวิทยุ

• เครื่องผสมสัญญาณ RF และบทช่วยสอนการผสมสัญญาณ

 บทความนี้ได้นำเนื้อหาที่เป็นสาธารณสมบัติจากมาตรฐานของรัฐบาลกลาง 1037Cมา ใช้ สำนักงานบริหารบริการทั่วไปเก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 22 มกราคม 2022