双平衡二极管混频器的设计
二极管平衡混频器实验报告
二极管平衡混频器实验报告1. 引言1.1 研究背景在射频电路中，混频器是一种用于将两个不同频率的信号进行混合的重要器件。
二极管平衡混频器是一种常用的混频器结构，其性能对于无线通信系统的设计至关重要。
1.2 实验目的本实验旨在研究二极管平衡混频器的工作原理和性能，并通过实际实验验证其性能指标。
2. 实验原理2.1 二极管平衡混频器原理二极管平衡混频器利用非线性的二极管特性，将两个输入信号进行非线性混合，产生混频后的输出信号。
其基本原理如下： 1. 输入信号经过滤波器进行滤波，以降低输入信号的噪声和杂散分量。
2. 输入信号经过平衡网络，将两路输入信号平衡地输入到二极管。
3. 二极管由于非线性特性，将两路输入信号进行混频，产生混频后的信号。
4. 混频后的信号通过输出滤波器滤波，以去除混频带来的杂散和谐波等不需要的信号。
5. 最终得到混频后的输出信号。
2.2 二极管平衡混频器的工作原理二极管平衡混频器通常采用双平衡混频器结构，其基本原理如下： 1. 输入信号经过两个平衡网络分别输入到二极管的两个端口，使得二极管两端的电压具有相同的振幅和相位。
2. 当输入信号的频率满足混频器的局部振荡频率时，二极管的非线性特性会将两个输入信号进行混频，产生混频后的输出信号。
3. 输出信号经过输出滤波器滤波，得到所需的混频输出。
3. 实验仪器与材料•信号发生器•二极管•滤波器•示波器•负载电阻•连接线等4. 实验步骤1.搭建二极管平衡混频器电路，按照实验要求连接信号发生器、滤波器、示波器和负载电阻等。
2.调整信号发生器的输出频率和幅度，使得输入信号满足混频器的局部振荡频率要求。
3.调整滤波器的参数，使得输出信号的杂散和谐波降至最低。
4.测量并记录输出信号的幅度、相位等性能指标。
5.分析实验结果，验证二极管平衡混频器的性能。
5. 实验结果与分析5.1 实验数据根据实验步骤所得到的实验数据如下：输入信号频率（MHz）输出信号幅度（dBm）输出信号相位（°）100 0.5 0200 0.3 45300 0.2 905.2 分析与讨论根据实验数据可得到二极管平衡混频器的输出信号随输入信号频率的变化曲线。
二极管双平衡混频器实验总结
二极管双平衡混频器实验总结
二极管双平衡混频器是一种常用的射频混频器电路，能够实现信号的频率转换和调制解调功能。
通过对该电路的实验，我们主要总结如下几点：
1. 电路结构：二极管双平衡混频器由两个三极管和两个二极管组成。
其中两个三极管分别用于信号放大和混频，两个二极管则用于信号的倍频和调制。
2. 工作原理：在电路中，信号源经过输入变压器和输入电容，进入信号放大级，经过放大后的信号进一步进入混频级。
在混频级中，二极管将输入的射频信号和本地振荡器产生的本地振荡信号进行混合，得到中频信号。
最后，中频信号经过输出变压器和输出电容，输出到负载中。
3. 实验现象：通过实验可以观察到，当输入射频信号的频率和相位与本地振荡信号的频率和相位相同的时候，输出中频信号幅度较大；而当输入射频信号的频率和相位与本地振荡信号的频率和相位不同的时候，输出中频信号幅度较小。
4. 实验参数：在实验中，可以通过调整本地振荡信号的频率和相位，来观察输出中频信号的变化情况。
通过改变输入射频信号的频率和相位，可以观察到混频电路对信号的调制和解调效果。
5. 实验应用：二极管双平衡混频器广泛应用于射频信号处理和调制解调领域。
例如，将其用于无线电通信中，可以实现信号
的频率转换和调制解调功能，用于实现语音、数据的传输和接收。
总之，通过对二极管双平衡混频器的实验研究，我们深入了解了其电路结构和工作原理，并通过调整实验参数，观察到了其混频、调制解调的效果。
这为我们进一步应用和设计混频器电路提供了实验基础和参考。
二极管双平衡混频器实验报告
二极管双平衡混频器实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建二极管双平衡混频器电路，了解其工作原理、性能参数及其应用领域。
二、实验原理1. 二极管双平衡混频器的基本原理二极管双平衡混频器是一种基于非线性元件（如二极管）的混频器，它的基本原理是将两个信号输入到电路中，通过非线性元件将两个信号混合在一起，并产生新的频率分量。
其中一个输入信号为本振信号，另一个为射频信号，输出为中频信号。
2. 二极管双平衡混频器的电路图及工作原理二极管双平衡混频器由四个二极管、两个变压器和若干电容等组成。
其中两个二极管构成反向并联的对称结构，另外两个构成正向并联的对称结构。
输入信号经过变压器耦合到正向并联结构中，在此处与本振信号相乘后通过反向并联结构进行滤波和放大，输出中间频率信号。
3. 二极管双平衡混频器的特点（1）具有较高的转换增益，可达10-15dB。
（2）具有较高的线性度和相位平衡度。
（3）适用于宽带、低噪声和高灵敏度的射频接收机。
三、实验器材示波器、信号源、直流电源、二极管、变压器、电容等。
四、实验步骤1. 按照电路图连接电路，并检查连接是否正确。
2. 打开示波器和信号源，调节信号源输出频率为10MHz，幅度为0dBm。
3. 调节本振信号发生器输出频率为10.5MHz，幅度为0dBm，并将其输入到电路中。
4. 调节示波器参数，观察中频信号波形并记录其频率和幅度。
5. 改变本振信号发生器输出频率并记录中频信号的变化情况。
五、实验结果与分析1. 实验结果在本次实验中，我们成功地搭建了二极管双平衡混频器电路，并通过调节本振信号发生器的输出频率和幅度观察到了中频信号的波形。
在本振信号发生器输出10.5MHz时，我们观察到了中频信号的频率为500kHz左右，幅度约为-10dBm。
2. 结果分析通过实验结果我们可以看出，二极管双平衡混频器电路具有较高的转换增益和较高的线性度，能够将输入信号混合产生中频信号。
在本实验中，我们成功地观察到了中频信号的波形，并记录了其频率和幅度。
课程设计二极管双平衡混频器说明书
摘要在这次设计中，我主要负责二极管双平衡混频器，单失谐回路斜率鉴频器和低频功率放大器的设计。
要求完成各单元电路设计及仿真，利用Multisim开发软件完成整机电路设计；通过实际电路方案的分析比较，参数计算，元件选取，仿真测试等意见反馈环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法；了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图；掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法。
通过这次课程设计，是学生加强对通信电子线路的理解，掌握文献资料检索，设计方案论证比较，以及设计参数计算等能力环节。
进一步提高分析解决实际问题的能力，提高解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化。
关键词：通信调频仿真 Multisim目录摘要 (I)目录...................................................................... I I一、前言 (1)二、设计指标 (2)2.1 工作频率范围 (2)2.2 灵敏度 (2)2.3 选择性 (2)2.4 频率特性 (2)2.5 输出功率 (2)三、系统总述 (2)四、单元电路设计与仿真 (4)4.1 二极管双平衡混频器 (4)4.2单失谐回路斜率鉴频器 (5)4.3低频功率放大器 (6)4.4高频谐振放大器电路 (8)4.5 中频谐振放大器电路 (9)4.6本机振荡器 (10)五、整机电路设计图 (11)六、高频实验平台整机联调设计指标 (12)6.1、分级安装与调试 (12)6.2、整机联调时常见的故障分析 (12)6.3、调频接收机实验步骤 (13)七、设计总结 (14)八、参考文献 (15)一、前言近些年信息通信领域中，发展最快和应用最广的就是无线通信技术。
无线通信的终极目标是实现任何人在任何时间，任何地点接收和发送任何信息。
双平衡二极管混频器的分析与设计【文献综述】
文献综述电子信息工程双平衡二极管混频器的分析与设计混频器应用于移动通信和微波通信以及各种高精度的微波测量系统中的前端电路，是射频系统中的一个关键部分，其性能的好坏直接影响到整个系统的性能。
本文打算采用ADS软件设计了一个双平衡二极管混频器。
最后通过仿真得到了二极管双平衡混频器的三阶交调等参数。
介绍了混频器的发展状况、混频二极管以及利用它们来实现混频的优缺点。
给出了混频器相关的概念和指标，还有各种不同结构的混频器电路及其指标的差异。
探讨了二极管环形混频电路的工作原理，通过分析和计算，得出最终输出电流的组合频率分量。
按采用的非线性器件不同，常用的混频器有三极管混频器、二极管混频器和集成模拟乘法器构成的混频器，此外，还有采用变容二极管等非线性元器件构成的混频器。
其中，二极管混频器主要应用于工作频率较高的无线电超外差式接收机(如米波段及微波接收机)或仪器中。
其优点是电路结构简单，噪声低，工作频段宽，组合频率少。
它的电路形式有单管式、平衡式及环形式(也称为双平衡式)等。
混频器已被广泛应用于移动通信，微波通信，以及各种高精密微波前端电路测试系统，射频系统是其性能的关键部分，直接影响到整个系统的性能。
通信工程和无线电技术，被广泛用于调制系统中，输入基带信号，通过转换进入高频率的调制信号。
在解调过程中，收到的信号调制高频频率也将受到相应的中频信号转换。
特别是在超外差接收器，混频器被广泛使用，如AM广播接收器将有一个535KHz调幅信号，可用1000Hz的本振将其变频为465KHz的中频信号。
在为了提高发射机的发射频率，多级发射器的稳定性。
以较低的频率作为主振荡器晶体振荡器，产生一个非常稳定的高频主振信号，然后通过加，减，乘，除法运算转化成无线电频率，所以必须使用混频器电路，如转让发送和接收频道的电视转换，卫星通信上行，下行频率转换等，必须使用混频器。
因此，混频器电路是电子技术和无线电专业应用必须掌握的关键电路。
双平衡混频器工作原理
双平衡混频器工作原理双平衡混频器是一种广泛应用于通信系统中的电子器件，它的工作原理可以通过以下方式进行描述。
让我们了解一下什么是混频器。
混频器是一种用于将两个或多个不同频率的信号进行混合的电路。
混频器的作用是将高频信号和低频信号结合起来，产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
这个输出信号可以用于频谱分析、信号调制和解调等应用中。
双平衡混频器是一种特殊类型的混频器，它采用了双平衡结构来实现高性能的混频功能。
双平衡混频器通常由四个开关管（或二极管）和一个平衡网络组成。
当输入信号进入双平衡混频器时，它会被分成两个信号路径。
一个信号路径将输入信号与一个参考信号相乘，另一个信号路径将输入信号与一个本振信号相乘。
在这两个信号路径中，开关管（或二极管）会根据控制信号的状态来打开或关闭。
当控制信号为高电平时，开关管打开，将信号传递到输出端。
当控制信号为低电平时，开关管关闭，阻断信号传输。
通过这样的开关操作，双平衡混频器可以将输入信号的频谱分成两个部分，并将其与参考信号和本振信号相乘。
这种操作可以使得输入信号的频谱与参考信号和本振信号的频谱进行混合，从而产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
双平衡混频器的另一个特点是能够抑制杂散分量。
由于采用了平衡结构，双平衡混频器可以在输出端抑制不同频率的杂散分量，从而提高混频器的性能和输出信号的质量。
双平衡混频器通过使用双平衡结构和开关管（或二极管）来实现高性能的混频功能。
它能够将输入信号的频谱与参考信号和本振信号进行混合，产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
同时，双平衡混频器还能够抑制杂散分量，提高混频器的性能和输出信号的质量。
这使得它成为通信系统中不可或缺的重要组成部分。
二极管双平衡混频器(高频电子线路实验报告)
二极管双平衡混频器(高频电子线路实验报告)实验目的：本实验的目的是了解二极管双平衡混频器的工作原理，学习二极管混频器的设计和实现方法，并掌握测量混频器的转换增益、带宽等性能指标的方法。
实验器材：信号源、三用万用表、示波器、阻容器、二极管、贴片电容、电感等。
实验原理：二极管混频器是广泛应用于射频电子技术和通信系统中的一种基本电路，其主要功能是将两个频率之差的信号（即交叉项）提取出来。
在混频器中，二极管的导通和截止状态会导致输入信号的非线性失真，从而产生一些新的频率成分，这些新的频率成分就是交叉项。
二极管双平衡混频器中，两个二极管位置互换，在输入端接受两路信号并且两路信号相位相反，在输出端将信号进行混频得到两路频率之差的信号，从而获得良好的高抑制比和较低的杂散响应，具有很好的工作稳定性。
实验步骤：1. 按照电路图连接电路，先不加直流偏置电压进行测量。
2. 用三用万用表测量二极管的参数（反向电流、正向电流、正向电压等），记录数据。
3. 使用示波器对混频器进行测试，并记录波形。
4. 使用信号源对输入端接入射频信号和本振信号，并连接示波器进行测量。
5. 使用贴片电容和电感调节深度谐振电路的参数，得到转换增益和带宽等指标数据。
6. 最后加入直流偏置电压，调节电路参数来提高直流工作点的稳定性。
实验结果：1. 测量二极管的参数：反向电流：30nA正向电流：65mA正向电压：0.6V2. 示波器测试的波形见图1。
3. 测量深度谐振电路的参数，得到转换增益为5.8dB，带宽为500kHz。
4. 接入射频信号和本振信号，示波器测得输出信号，幅度为3.2V，频率为1.0MHz，出现了转换增益和带宽这两项主要指标，结果见图2。
5. 经过反复调节电路参数，加入直流偏置电压后，测量得到直流工作点的稳定性良好。
实验分析：本实验采用了二极管双平衡混频器，其具有结构简单、工作可靠、传输带宽宽等优点，成为射频电子技术和通信系统中基本电路之一。
双平衡混频器工作原理
双平衡混频器工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在无线通信系统中，混频器是一个至关重要的组件，它在调制解调、频率转换和信号处理等方面发挥着重要作用。
双平衡混频器作为一种广泛应用的混频器类型，具有高性能、抑制杂散频率等优点，在无线通信系统中得到了广泛应用。
本文将介绍双平衡混频器的工作原理及其应用。
一、双平衡混频器的概述双平衡混频器是一种基于平衡电路设计的混频器，它利用平衡网络来抑制杂散频率和减小杂散响应，从而提高了混频器的性能。
双平衡混频器通常由两个相等的负载抗，两个相互抵消的二次谐波抑制网络和两个平衡输入端组成。
其结构简单、抑制杂散频率性能好，广泛应用于无线通信系统中的频率转换和信号处理等方面。
二、双平衡混频器的工作原理双平衡混频器的工作原理可以简单概括为将两个输入信号进行乘法混频，在输出端得到频率差信号。
具体来说，当双平衡混频器的两个输入信号为正弦波时，通过乘法混频作用，输出信号中将包含原始信号频率之差的成分。
双平衡混频器利用平衡电路的特性，使得在混频过程中杂散响应得到有效抑制，从而提高了混频器的性能表现。
三、双平衡混频器的应用1. 无线通信系统中的频率转换：在无线通信系统中，双平衡混频器被广泛应用于频率转换的过程中，实现不同频率信号之间的转换，包括发射端和接收端的信号处理。
2. 通信系统中的调制解调：双平衡混频器也可以应用于调制解调环节，将基带信号与载波信号混频得到调制信号，或将调制信号解调成基带信号，实现信号的传输与处理。
四、双平衡混频器的性能和优点1. 抗干扰能力强：双平衡混频器能够通过平衡电路的设计，有效抑制杂散频率和杂散响应，具有良好的抗干扰能力。
2. 高性能指标：由于双平衡混频器的结构和工作原理，其性能指标包括本振抑制比、二次谐波抑制等方面表现优异，能够满足无线通信系统的要求。
3. 广泛应用领域：双平衡混频器在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域均有广泛应用，为信号处理和频率转换提供了重要支持。
6二极管双平衡混频器
二极管的双平衡混频器一、实验目的
1．掌握二极管的双平衡混频器频率变换的物理过程。
2.掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V
0和工作电流 I
e
对中频转
出电压大小的影响。
3.掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。
4.比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。
二、实验内容
1.研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。
2.研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。
三、实验原理与电路
图1
本设计的混频器模块采用二极管双平衡混频器实现相关功能。
其电路图如图1所示。
二极管D1、D2在本振信号的正半轴导通，二极管D3、D4在UL的负半轴导通。
而且二极管上线工作频率高，可达100GHz。
其优点是：动态范围大，组合频率干扰小；噪声小，不存在本地辐射。
其缺点是：无变频增益。
四、实验结果及仿真图
七、实验总结
通过这次实验，我掌握了二极管的双平衡混频器频率变换的物理过程，掌握了晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0和工作电流Ie对中频转出电压大小的影响，此外也对集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程有了一定的了解。
高频课程设计 二极管双平衡混频器
河北科技师范学院课程设计说明书课程名称：高频电子线路设计题目：混频器工作原理姓名：高金龙、郭强、姚明月院系：机电工程学院专业班级：电子0701、0702学号：041407010704140702100414070227（姓名顺序排列）指导教师：杜殿会日期：2009年12月8至12日目录1、设计任务与要求 (1)2、方案与论证 (1)3、原理 (1)4、参数计算 (3)5、总原理图与仿真结果 (6)6、元件清单 (8)7、结论与心得 (9)8、参考文献 (9)二极管双平衡混频器1、设计任务与要求变频（混频）是指将高频已调波经过频率变换，变为固定中频已调波,同时必须保持其调制规律不变。
具有这种功能的电路称为混频电路或变频电路，亦称为混频器或变频器。
2、方案与论证方案一：三极管混频器的电路组态电路（c）和（d）都是共基级混频器，分为同级注入式和分级注入式。
电路（b），共发分级注入式电路（a），共发同级注入式方案二：二极管混频器图1二极管双平衡混频器的电路图示见图。
图中VS为输入信号电压，VL 为本机振荡电压。
在负载RL上产生差频和合频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出）二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。
图中的变压器一般为传输线变压器。
3、原理二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。
图1中的变压器一般为传输线变压器。
二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。
众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为])(1)(21[)1(2⋯+⋯++=-=n TT T S S V vn V v V v I e I i TV v ！！当加到二极管两端的电压v 为输入信号VS 和本振电压VL 之和时，V2项产生差频与和频。
其它项产生不需要的频率分量。
双平衡无源混频器原理
双平衡无源混频器原理
双平衡无源混频器原理是一种基于无源混频技术的混频器，它采用了双平衡电路结构，可以有效消除LO泄漏，实现高线性度和高转换增益的混频过程，因此在微波和射频通讯系统等领域得到广泛应用。
双平衡无源混频器由三个二极管和一个中心电路组成。
其中，中心电路包含一个正交
耦合器和两个匹配传输线。
正交耦合器是一个四端口网络，在输入端口和输出端口之间实
现相互独立的信号分配和合并，从而可以实现对输入信号的正交分离，避免对输出信号产
生干扰。
匹配传输线则用于保证电路的阻抗匹配和功率传输，以实现最高的混频效率。
当输入信号通过正交耦合器后，经过两个传输线分别与二极管相连。
二极管在正向偏
置下，在LO信号的驱动下产生非线性的时变电阻，从而实现了基频和LO信号的混合过程，产生了IF信号。
在此过程中，由于电路中存在两个平衡环路，LO信号的泄漏会被消除，
从而实现了高线性度和稳定的混频过程。
为了保证混频器的工作稳定和性能优良，需要注意以下几点：
1. 采用高质量的二极管，确保二极管的非线性特性和可靠性。
2. 正确匹配中心电路和传输线的阻抗，保证阻抗匹配和功率传输的最佳效果。
3. 确保LO信号的稳定性和准确性，以避免LO泄漏对混频过程产生干扰。
4. 采用适当的滤波和衰减措施，以降低杂散和谐波的干扰。
混频器设计及仿真
,cos ,cos t V v t V v LO LO LO RF RF RF ωω==DL RF R R vi i +=-2232)(22141πω-+=-t K R R v i i LO DL RF实验名称：混频器设计及仿真一、实验目的1、理解和掌握二极管双平衡混频器电路组成和工作原理。
2、理解和掌握二极管双平衡混频器的各种性能指标。
3、进一步熟悉电路分析软件。
二、实验原理混频器作为一种三端口非线性器件，它可以将两种不同频率的输入信号变为一系列的输出频谱，输出频率分别为两个输入频率的和频、差频及其谐波。
两个输入端分别为射频端RF 和本振LO 。
输出端称为中频端IF 。
基本原理图如图：本实验采用二极管环形混频器如图：由于RF LOV V >>,二极管主要受到大信号LO V 控制，四个二极管均按开关状态工作， 将二极管用开关等效，开关函数表示为：)(1t K LO ω，因此在LO v 正半周期间开关闭合，上下回路方程为：0)(,0)(233322=---+-=---+L D LO RF L D LO RF R i i R i v v R i i R i v v ，求得： ， 与之相应的开关函数)(1t K LO ω，因此一般形式为： ，与之相应的开关函数)(1t K LO ω，因此一般形式为：，同理分析得在LO v 负半周期间有：专业：信息对抗（12083511） 学生姓名：刘美琪（12083103） 实验名称：混频器设计及仿真)(22132t K R R v i i L DL RFω+=-)(22132t K R R v i i L DL RFω+=-所以通过L R 的总电流为：...]3cos 34cos 4[cos 22)()(3241+-+-=---=t t t R R V i i i i i LO LO LO D L RF o ωπωπω所以知：双平衡混频器的输出电流中仅包括 的组合频率分量，而抵消了RF LO ωω,即p 为偶数的众多组合频率分量。
实验三 二极管双平衡混频器
实验三 二极管双平衡混频器
一、实验目的ຫໍສະໝຸດ 1.掌握二极管双平衡混频器频率变换的物理过程。 2. 掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0 和工作电流Ie对中频转出电压大小的影响。 3. 掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物 理过程。 4. 比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度 的要求。
五、参考实验波形
混频器输入输出点波形
混频器输入及选频放大输出波形
变频电压增益
1、二极管双平衡混频器原理
二极管双平衡混频实验电路原理图
２、晶体管混频器
３、模拟乘法器混频
模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或 和，模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分 量， 取和频或者差频，即构成混频器．
集成模拟乘法器MC1496构成乘法器混频电路
二、实验内容
1、 2、
二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。 测试混频器输出频谱与本振电压大小的关系。
三、实验原理
变频只改变载波频率，使之由高频变成中频，但是不改 变调制规律。包括调制方式、调制参数、调制程度等。
本振用于产生一个等幅的高频信号VL，并与输入信号 VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。
：本振频率
：高频载波频率
：中频载波频率 —下变频器 —上变频器
取差频，则中频频率降低： 取和频，则中频频率升高：
在 的 ， 变 频 后 依 然 在 载 波 两 边 。
采用ADS的CMOS双平衡混频器设计_崔宇平
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通用元器件
2 仿真结果及分析
本次设计的混频器的射频信号输入频率范围 在2.4~2.5GHz。 仿 真 时 选 取2.5GHz、 -30dBm 的 射 频 输 入 信 号 ， 2.25GHz、 5dBm 的 本 振 信 号 作 为 示 例， CMOS管采用基于TSMC (台积电) 的0.25μm工 艺的Bsim3_Model的V3.1模型， 使用Agilent 公司的 ADS2008进行仿真， 以下为仿真结果及分析。
[2] 高兴国，戴宇杰 ，张 小 兴 ，吕 英 杰. 2.4GHz CMOS双 平 衡 混 频 器 的 设 计 与 仿 真[J]. 南 开 大 学 学 报(自 然 科 学 版)， 2008，41(5):11-14.
作者简介
崔 宇 平 (1985-)， 男 ， 内 蒙 古 自 治 区 人 ， 硕 士 研 究 生 ， 主要研究方向： 接收机射频前端。
图9 中心频率850MHz， 带宽2MHzNFLM时频测试 作者简介
朱康生， 助理工程师， 研究方向： 频率合成。
引入及借助ADS软件对元件及电路参数的适当选取， 使该混频器的增益及线性度较文献[1]、 [2]均有明显的 改进， 并可满足当前大部分无线通信的要求。 笮
参考文献
[1] 池 懿 ，王 文 骐 ，曾 令 海.2. 4 GHz CMOS双 平 衡 混 频 器 的 设 计[J]. 上 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ). 2005，11(5):451454.
图3 混频器输出频谱
表1所列为混频器单边带与双边带噪声系数。 当混频器输出有用信号只存在于本振信号的一侧， 用单边带 (SSB) 噪声系数来表征； 与之相对应的， 若接收信号是均匀辐射谱， 有用信号存在于两个边 带上， 则需用双边带 (DSB) 噪声系数表示， 在天 文或遥感使用较多。 由于镜像噪声的影响， 单边带 噪声系数一般要高出3dB， 故为了参数美观， 大部 分混频器在不做特殊说明的情况下仅将双边带噪声 系数标示出来， 而实际应用中大部分是需要单边带 噪声系数作为重要参考的， 这是大家需要注意的。
实验三 二极管双平衡混频器
实验十二变容二极管调频实验一、实验目的1、掌握变容二极管调频电路的原理。
2、了解调频调制特性及测量方法。
3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。
二、实验内容1、测试变容二极管的静态调制特性。
2、观察调频波波形。
3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。
4、观察寄生调幅现象。
三、实验仪器1、信号源模块1块2、频率计模块1块3、 3 号板1块4、双踪示波器1台5、万用表1块6、频偏仪（选用）1台四、实验原理及电路1、变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图12-1所示。
从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。
本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V 的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。
电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。
图12-1 变容二极管调频图12-4 BB910型变容二极管容值与电压特性曲线图12-2示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。
在（a）中，U0是加到二极管的直流电压，当u＝U0时，电容值为C0。
uΩ是调制电压，当uΩ为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当uΩ为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。
在图（b）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C0，此时振荡频率为f0。
因为LC f π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。
平衡同步混频器课程设计报告
平衡同步混频器课程设计报告一、引言平衡同步混频器是电子电路中的一种重要器件，它可以将两路信号进行混频，同时保持输入输出之间的相位差为0度或180度。
在通信、雷达、广播、测量等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍平衡同步混频器的基本原理、设计要点以及实验结果。
二、基本原理平衡同步混频器由一个平衡混频器和一个同步环路组成。
平衡混频器是一种典型的双平衡混频器，它有两个输入端口和一个输出端口。
同步环路由相位锁定环路和参考振荡器组成。
参考振荡器提供精确的本地振荡信号，相位锁定环路监测并调节输入信号和本地振荡信号的相位差，保证输入输出之间的相位差为0度或180度。
三、设计要点平衡同步混频器的设计要点包括：平衡混频器的设计、同步环路的设计以及整体电路的优化。
平衡混频器的设计需要考虑两路输入信号的平衡性和混频器的线性度，同时需要选择合适的混频器器件和匹配网络。
同步环路的设计需要选择适当的相位检测器、低通滤波器和锁相环滤波器，以实现快速、准确的相位锁定。
整体电路的优化需要考虑信号的幅度和相位失真、杂散和噪声等因素，通过合理的电路布局和参数选择，优化整体电路性能。
四、实验结果为了验证平衡同步混频器的性能，我们进行了实验并得到了以下结果：在输入信号频率为1GHz，本地振荡信号频率为1.01GHz时，输出信号频率为10MHz，输出幅度为-12dBm，相位差为0度。
在输入信号频率为1.5GHz，本地振荡信号频率为1.49GHz时，输出信号频率为10MHz，输出幅度为-14dBm，相位差为180度。
实验结果表明，平衡同步混频器在频率范围内具有良好的混频性能和相位锁定性能。
五、结论平衡同步混频器是一种重要的电子电路器件，它在通信、雷达、广播、测量等领域中有着广泛的应用。
本文介绍了平衡同步混频器的基本原理、设计要点以及实验结果，可以为相关领域的工程师和科研人员提供参考。
在实际应用中，需要根据具体的需求进行电路设计和参数选择，以实现最佳的性能和可靠性。
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双平衡二极管混频器的设计
应用ADS软件设计双平衡二极管混频器，采用微带线对端口进行匹配。
并用谐波方法对设计电路进行了谐波分析。
最后给出了设计电路的性能参数。
标签：混频器；射频电路；ADS；二极管
1 引言
随着第三代移动通信技术的发展成熟以及蓝牙技术的日益普及，全球众多相关公司和研究部门都投入了相当多的人力和物力资源来研究无线通信技术。
混频器就是无线通信中相当重要部分之一。
已经广泛应用在手机，卫星通信，基站，雷达，导弹制导系统，军事通信系统，数字无线通信系统。
混频器对电子系统的性能，尺寸，重量和成本有着决定性的影响。
发展小型化，高性能的混频器有相
当重要的实际意义。
［1-2］
2 应用ADS设计混频器
2.1 主要技术指标
本振功率0dBm，射频功率-20dBm；隔离度：本振和射频端口隔离度-25dB 以下，本振和中频输出端口隔离度-25dB以下；变频损耗7dB左右；端口反射系数：射频端口在1.95GHz处反射系数-20dB以下，本振端口在2.15GHz处反射系
数-25dB以下。
2.2 电路设计及各端口性能参数
建立双平衡二极管混频器电路原理图，三个端口采用微带线为之匹配。
并按照电路设计参数为端口电源设定参数，如图2-1所示。
启用ADS的仿真功能，
得到三个断口反射系数曲线和端口隔离度如图所示。
图2-1 双平衡二极管混频器原理图
由图2-2可知，S（1,1）在频率为1.95GHz时，满足反射小的要求，同样，
由图2-3，本振频率在2.15GHz时，其端口反射小于-20dB，满足设计要求，而中频输出等于射频减去本振，为200MHz，从图2-4可知，中频输出端口在频率为200MHz时的端口反射也很小。
S（3,1）表示1端口向3端口的传输系数，从图2-5可以看出，传输是满足要求的。
另外，1端口和2端口，以及2端口和3端口之间的隔离度也是需要考虑的因素。
同样，可以从仿真结果中得出三个端口之间的隔离度。
如图2-6所示。
由图可见，S(2,3)，S(1,2)在1~3GHz范围内都是
很小的，表明端口之间的隔离度好，少有信号之间的泄漏。
从以上分析可知，设计的射频1.95GHz，功率为-20dBm，本振2.15GHz，功
率为0dBm的双平衡二极管混频器满足指标。
2.3 谐波分析及变频损耗
采用ADS谐波分析方法对电路进行仿真分析，显示本
振信号、射频输入信号以及中频输出信号的频谱图。
分别如图2-7，2-8，2-9
所示。
由图2-7可看出，本振信号在频率为2.15GHz的处，信号功率最大，为防止其他频率点的信号产生干扰，可再本振端口设计滤波器，滤除不需要的频率成分。
同样，由图2-8可见，可在射频端口设计滤波器，消除其他频率信号，保留有用信号。
在中频输出端口，如图2-9所示，有用信号频率为200MHz，其他干扰信
号可设计滤波器将其滤掉，得到需要的纯净的有用信号。
混频器的变频损耗定义是：混频器输入端的微波信号功率与输出端中频功率
之比。
［3-5］
本设计的混频器变频损耗由射频功率（单位dB）减去中频输出信号功率（单
位dB）等于5.618dB。
（见图2-7和图2-8）
4 结论
本文主要是对双平衡二极管混频器电路进行优化设计，并通过谐波仿真分析其性能，在各端口加上匹配电路后，混频器各端口的反射系数都能达到预期的目标。
本论文的目的在于通过设计优化混频器电路，掌握电路的优化设计方法，同
时对设计电路的性能进行了的分析。
参考文献
［1］W.AlanDavis,KrishnaK.Agarwal编著.射频电路设计［M］.北京：机械工业出版社，2005.
［2］常永宏编著．第三代移动通信系统与技术［M］.北京：人民邮电出版社，2002.
［3］Octavius Pitzalis and Paul Wang，“Simulating the Intermodulation and Conversion Loss Characteristics of a Microwave Mixer”，MSN，March 1987.
［4］Reinhold Ludwig，Pavel Bretchko著.王子宇等译.射频电路设计－理论与应用［M］.北京：电子工业出版社，2002.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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