Fréquence image dans mélangeurs RF : Formule, effets & atténuation
Dans récepteurs superhétérodyne, la fréquence image est une entrée indésirable qui produit la même FI que le signal désiré, causant interférence.
Formule fréquence image
f_image = f_LO ± f_IF (selon injection côté haut ou côté bas)
- Injection côté haut (f_LO = f_RF + f_IF) :
f_image = f_RF + 2 × f_IF - Injection côté bas (f_LO = f_RF - f_IF) :
f_image = f_RF - 2 × f_IF
Où :
f_RF = fréquence signal désiré
f_LO = fréquence oscillateur local
f_IF = fréquence intermédiaire
Pourquoi c'est un problème
| Impact | Explication |
|---|---|
| Rejet signal | Image tombe dans bande passante étage entrée RF → mélange vers même FI que signal désiré → interférence indiscernable. |
| Réduction gamme dynamique | Fort signal image consomme headroom ADC, relève plancher bruit. |
| Dégradation sélectivité | Nécessite filtre pré-sélecteur plus sélectif (RF BPF) pour atténuer image avant mélangeur. |
| Produits parasites | Mélange non-linéaire génère produits d'intermodulation additionnels près FI. |
Techniques d'atténuation
- FI élevée :
f_IFplus grand repousse image loin du RF → filtrage plus facile. Compromis : plus dur filtrer FI, rejet image à la FI. - Filtre pré-sélecteur RF : Filtre passe-bande accordé entrée antenne. Facteur Q critique. Souvent 2–4 pôles LC ou SAW/BAW.
- Mélangeur rejet image (Hartley/Weaver) : LO quadrature + RF déphasé → annulation image en bande de base. Utilisé architectures conversion directe / FI basse.
- Rejet image numérique : ADC complexe + calibration DSP (correction désaccord amplitude/phase). SDR modernes (transceivers ADI, TI, NXP).
- Double conversion : Première FI haute (ex. 70 MHz) pour rejet image ; seconde FI basse (455 kHz) pour sélectivité.
Règle de conception pratique
Rejet image ≥ 60–80 dB requis specs commerciales. Atteint par : filtre RF (20–40 dB) + mélangeur rejet image (30–40 dB) + correction numérique (10–20 dB).
Exemple
FM broadcast (88–108 MHz), injection côté haut, FI = 10,7 MHz.
Désiré : 100 MHz → LO = 110,7 MHz.
Image = 100 + 2×10,7 = 121,4 MHz (hors bande FM — facile à filtrer).
Si côté bas : LO = 89,3 MHz, Image = 78,6 MHz (dans bande VHF TV — plus dur).