高頻電子電路6.3

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1、6.5混頻器原理及電路一混頻概述二混頻電路三混頻器的干擾返回6.5.1混頻器原理1.混頻器的變頻作用混頻器是頻譜的線性搬移電路，是一個三端口（六端）網(wǎng)絡本地振蕩信號一個中頻輸出信號：兩個輸入信號與輸出信號之間的關系：的包絡形狀相同，頻譜結構相同，只是填充頻譜不同，即，其中心頻率：其中6.5混頻器原理及電路返回uc(fc)uL(fL)uI(fI)混頻器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有兩個輸入信號：高頻調制波fcfc+Ffc+Ffuc的頻譜fcfLfuL的頻譜fIfI+FfI+FfuI的頻譜tuc(t)tuc(t)tuL(t

2、)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混頻器是頻譜的線性搬移電路，完成頻譜線性搬移功能的關鍵是獲得兩個輸入信號的乘積項，具有這個乘積項，就可以實現(xiàn)所需的頻譜線性搬移功能。2ΩmaxωI=ωL-ωc乘法器帶通濾波器混頻器的一般結構框圖設輸入已調波信號：那么兩信號的乘積項為：2.混頻器的基本工作原理：ωLuLωL-ωcωL+ωcuI本振信號:ucωc如果帶通濾波器的中心頻率為,帶寬則經(jīng)帶通濾波器的輸出為：仿真uI返回ucuLuLuc非線形元件帶通濾波器可見輸出中頻信號的包絡形狀沒有變化，只是填充頻率由變化成(1)調幅(DSB為例)

3、uΩ乘法器帶通濾波器uDSBuo2Ωmaxωo（2）檢波uDSB乘法器低通濾波器uouΩΩmax（3）混頻uDSB=uc乘法器uL帶通濾波器uIωI=ωL-ωcωLωc3.振幅調制、檢波與混頻器的相互關系ωI=ωL-ωC2Ωmax返回仿真2仿真1仿真3調幅與混頻本質的一致性前面講過，混頻的作用在頻域上看，是對信號的頻譜的搬移。例如從天線上收到1000kHz的信號，用“超外差”接收機接收，會使用1000+465=1465kHz的本振與之混頻，將信號從1000kHz的高頻段，搬移至465kHz(差頻)的中頻段，以便于放大處理在這里

4、，由于差頻肯定小于原高頻信號，所以起到了“向低處搬移頻譜”的作用調幅與混頻本質的一致性（續(xù)）反之，如果我們想讓一個較低頻率(通常小于4kHz)的原始語音信息調制到高頻(如1000kHz),以便天線發(fā)射，那么我們只要將頻率為4kHz的語音信息與996kHz的信號混頻，輸出端取和頻（996+4=1000kHz），即達到了調制目的可見調制與混頻使用的電路可以是完全一樣的，只是輸入信號不同，以及輸出濾波器的選擇頻率不同罷了。調幅與混頻的比較輸入信號輸出信號信號頻譜搬移效果混頻振幅調制①天線接收的高頻信號②高頻本振信號差頻從高頻?中頻①

5、麥克風產(chǎn)生的低頻信號②高頻載波信號和頻或差頻或二者從低頻?高頻因為混頻器常作為超外差接收系統(tǒng)的前級，對接收機整機的噪聲系數(shù)影響大。所以希望混頻級的越小越好。(1)變頻增益：變頻電壓增益:變頻功率增益:(2)噪聲系數(shù):6.5.2混頻器主要性能指標(3)失真與干擾變頻器的失真主要有:頻率失真非線性失真(4)選擇性在混頻器中，由于各種原因總會混入很多與中頻頻率接近的干擾信號,為了抑制不需要的干擾，要求中頻輸出回路具有良好的選擇性，矩形系數(shù)趨近于1。高質量通信設備中以及工作頻率較高時，常使用平衡型混頻器環(huán)形混頻器優(yōu)點：噪聲低，電路簡單

6、，組合分量少。例1.二極管平衡混頻器設輸入信號本振信號:若則輸出電壓:6.5.3實用混頻電路如果輸出中頻濾波器的中心頻率為:諧振阻抗為，則輸出電壓而環(huán)形混頻器的輸出是平衡混頻器輸出的2倍。且減少了輸出信號頻譜中組合頻率分量,即減少了混頻器所特有的組合頻率干擾。仿真+uI_+uL-+uc-VD1VD22CRL2LT1T2+uL-T3uc+-uc+-1.二極管混頻器利用第4章所述的時變跨導電路，可構成晶體管混頻器。由于時變偏置電壓如果則集電極電流為2.晶體三極管混頻器其中為時變跨導，受的控制,而輸入信為:利用付里葉級數(shù)可將展開成:

7、如果輸出回路的諧振頻率為，而選出的中頻電流為：uc+-+-uLEBECVTCLUB(t)ic其中變頻跨導：變頻(混頻)增益Au為：中頻輸出電壓uI為：雙極型晶體三極管混頻器基本電路的交流通道:共射極混頻電路：本振信號由基極串聯(lián)方式注入本振信號由射極注入共基極混頻電路：(a)uc+-uL+-LCVT(d)uL+-uc+-LCVT(c)uc+-+-uLLCVT(b)LCuL+-uc+-VTCLEDRgRsFET混頻器的轉移特性是平方律，輸出電流中的組合頻率分量比BJT混頻器少得多，故其互調失真低。FET混頻器容許的輸入信號動態(tài)范圍

8、也較大。因此，盡管FET混頻器的變頻增益比BJT混頻器低，卻在短波、超短波接收機中獲得了廣泛應用。設輸入已調制信號：uc=Uc(t)cosωct3FET混頻電路uI右圖為FET混頻器原理電路其中，Uc(t)=Ucm(1+macosΩt)本振電壓uL=ULcosωLtLC回路調