混频器交调产物分析和预测
通信中的混频器技术分析
通信中的混频器技术分析随着科技的快速发展和社会的不断进步，通信技术也得到了极大的发展和完善，混频器技术就是其中之一。
在通信中，混频器是起关键作用的器件，其作用是将高频信号下变频到中频，以方便后续的处理。
在各个领域中，混频器都扮演着不可替代的角色，其使用范围也非常广泛，比如无线通信、卫星通信、雷达、医学影像等等。
本文将从通信中的混频器技术的原理、分类、应用等方面进行分析。
一、混频器技术的原理混频器（Mixer）是用于处理高频信号或多路信号的重要器件，它将多路信号进行混合（乘法器）,然后输出混合信号和本振频率的合成信号。
混频器的原理就是利用非线性电路（二极管、场效应管等器件）通过乘积的方法将射频信号（RF）和本振信号（LO）相乘，再通过滤波器和放大器对混合信号进行滤波和放大，最后输出中频（IF）。
混频器的结构可以分为单管混频器、双平衡混频器、反相混频器等不同类型。
其中，单管混频器是最基础的混频器，是一种常见的射频和本振贡献相等，且非线性度极高的器件。
二、混频器技术的分类1、依据结构分类（1）单管混频器：第一种混频器结构，是由一个二极管或其他非线性元器件构成的，具有较高的非线性度和灵敏度，但是其难以实现较高的隔离度、较低的插入损耗和较宽的带宽。
（2）双平衡混频器：是指在一定的频率范围内，二极管性能是线性相等的混频器，是一种常用且应用较广的混频器结构，具有较高的隔离度和非线性度、较低的插入损耗和较宽的带宽。
（3）反相混频器：是依据布朗管原理设计的混频器，其结构与双平衡混频器类似，但其输出是直流信号。
2、依据混频方式分类（1）单边带混频器：将射频信号经过滤波后，通过混频器将原有的高频信号下变频到中频，最终输出单边带信号。
（2）双边带混频器：将射频信号经过两次混频后，将输出的中频信号进行两侧滤波，在输出端可以得到二次谐波和同频成分均被滤除的双边带信号。
三、混频器技术在通信中的应用混频器技术在通信中得到了广泛应用，具有非常重要的作用。
混频器杂散分析
确定总体半中频杂散指标和为LTE接收机选择RF混频器发布时间: 2012-8-7 10:20 发布者: eechina作者：Maxim公司Dan Terlep本文介绍如何满足高性能基站(BTS)接收机对半中频杂散指标的要求。
为达到这一目标，工程师必须理解混频器的IP2与二阶响应之间的关系，然后选择满足系统级联要求的RF混频器。
混频器数据手册以二阶交调点(IP2)或2x2杂散抑制指标的形式表示二阶响应性能。
本文通过介绍这两个参数之间的关系，说明接收机设计以及如何确定总体半中频杂散指标。
以MAX19997A的IP2与2x2关系为例，这是一款用于E-UTRA LTE接收机的有源混频器。
混频器谐波在超外差接收机电路中，混频器将高频RF信号转换到较低中频(IF)，该过程称为下变频。
混频器中，如果输出频率为射频输入频率减去本振(LO)输入频率，称为低边注入(LO频率低于RF频率)；如果输出频率为LO频率减去RF频率，则称为高边注入。
下变频过程可由下式表示：fIF= fRF - fLO= - fRF+ fLO式中，fIF为混频器输出端口的中频；fRF为加至混频器RF端口的RF信号；fLO为加至混频器LO端口的LO信号。
理想情况下，混频器的输出信号幅值和相位与其输入信号的幅值和相位成比例，与LO信号无关。
在这一假设前提下，混频器幅值响应与RF输入信号成线性关系，也与LO信号幅值无关。
然而，由于混频器的非线性特性，将产生所不希望的混频产物，称为杂散响应。
杂散响应是由混频器RF端口输入的干扰或噪声信号引起的，在IF频率产生响应。
到达RF输入端口的干扰信号可能没有在所规定的RF带宽内，但也会造成麻烦。
这类信号通常具有足够高的功率，混频之前的RF滤波器不能对其实施足够衰减，使其引起额外的杂散响应，直接影响到所要求的IF信号，混频原理可表示为：fIF= m fRF -n fLO= - m fRF + n fLO注意，m和n为RF和LO频率的整数次谐波，通过混频产生格中杂散产物组合。
混频器特性分析
微波混频器技术指标与特性分析一、噪声系数和等效噪声温度比噪声系数的基本定义已在第四章低噪声放大器中有过介绍。
但是混频器中存在多个频率，是多频率多端口网络。
为适应多频多端口网络噪声分析，噪声系数定义改为式（9-1），其理论基础仍是式（6-1）的原始定义，但此处的表示方式不仅适用于单频线性网络，也可适用于多频响应的外差电路系统，即（9-1）式中 Pno ——-当系统输入端噪声温度在所有频率上都是标准温度T0 = 290K 时，系统传输到输出端的总噪声资用功率；Pns ——仅由有用信号输入所产生的那一部分输出的噪声资用功率。
根据混频器具体用途不同，噪声系数有两种。
一、噪声系数和等效噪声温度比1、单边带噪声系数在混频器输出端的中频噪声功率主要包括三部分：（1）信号频率f s 端口的信源热噪声是kT 0∆f ，它经过混频器变换成中频噪声由中频端口输出。
这部分输出噪声功率是 m fkT α∆0式中 ∆f ——中频放大器频带宽度；αm ——混频器变频损耗；T 0——环境温度，T 0 = 293K 。
（2）由于热噪声是均匀白色频谱，因此在镜频f i 附近∆f 内的热噪声与本振频率f p 之差为中频，也将变换成中频噪声输出，如图9-1所示。
这部分噪声功率也是kT 0∆f ／αm 。
（3）混频器内部损耗电阻热噪声以及混频器电流的散弹噪声，还有本机振荡器所携带相位噪声都将变换成输出噪声。
这部分噪声可用P nd 表示。
这三部分噪声功率在混频器输出端相互叠加构成混频器输出端总噪声功率P nond m m no P f kT f kT P +∆+∆=αα//00 把P no 等效为混频器输出电阻在温度为T m 时产生的热噪声功率，即P no = kT m ∆f ，T m 称混频器等效噪声温度。
kT m ∆f 和理想电阻热噪声功率之比定义为混频器噪声温度比，即 00T T f kT P t m no m =∆= 按照定义公式（9-1）规定，可得混频器单边带工作时的噪声系数为 ns m ns no SSB P f kT P P F ∆==在混频器技术手册中常用F SSB 表示单边带噪声系数，其中SSB 是Singal Side Band 的缩写。
混频器测试建议书
混频器测试建议书混频器测试建议书背景介绍混频器是音频信号处理中常用的设备，用于将多个音频信号混合成一个输出信号。
混频器的功能和性能对音频设备的表现和性能有着重要影响。
为了保证音频设备的质量和性能，进行混频器的测试是必不可少的。
测试目的本次混频器测试的目的是评估混频器的性能，并根据测试结果提出相关建议，以优化混频器的性能和功能，为用户提供更好的音频效果。
测试内容1. 混频器输入信号测试：测试混频器对于不同频率、幅度和相位的输入信号的响应能力，以评估混频器的输入信号处理性能。
2. 混频器输出信号测试：测试混频器输出信号的频率响应、失真程度和信噪比等指标，以评估混频器的输出信号质量。
3. 混频器通道间隔离度测试：测试不同通道输入的信号间的隔离度，以评估混频器通道间的干扰程度。
4. 混频器控制功能测试：测试混频器控制功能的可靠性和灵活性，包括各个控制参数的调节范围和精度等。
测试方法1. 使用标准信号源产生不同频率、幅度和相位的输入信号，并输入到混频器。
2. 使用频谱分析仪、失真分析仪等设备对混频器的输出信号进行测试和分析。
3. 使用多通道示波器对混频器各个通道的输入信号和输出信号进行测试，以评估通道间的隔离度。
4. 对混频器的不同控制参数进行测试调节，观察其对输出信号的影响。
测试结果与建议根据以上测试内容和方法，我们可以得到混频器的性能评估结果，并提出以下建议：1. 提高混频器的输入信号响应能力，使其能够更好地处理各种频率、幅度和相位的输入信号。
2. 优化混频器的输出信号质量，降低失真程度和提高信噪比，以提供更清晰、更真实的音频效果。
3. 提高混频器通道间的隔离度，减少通道间的干扰，以保证不同通道音频信号的纯净和准确。
4. 优化混频器的控制功能，提高其可靠性和灵活性，使用户能够更方便地调节和控制混频器的各项参数。
通过本次混频器测试，我们对混频器的性能和功能进行了全面评估，并提出了相关建议。
希望这些建议能够帮助混频器制造商改进产品，提供更好的音频设备和音频效果，满足用户的需求和期望。
混频器总结报告
混频器一、混频器1、简介变频，是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。
具有这种功能的电路称为变频器（或混频器）。
一般用混频器产生中频信号。
混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2。
可以这样理解，α为信号频率量，β为本振频率量，产生和差频。
当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。
由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。
当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。
从频谱观点看，混频的作用就是将已调波的频谱不失真地从fc搬移到中频的位置上，因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。
2、分类从工作性质可分为二类，即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。
从电路元件也可分为三极管混频器和二极管混频器。
从电路分有混频器（带有独立振荡器）和变频器（不带有独立振荡器）。
混频器和频率混合器是有区别的。
后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起，不产生新的频率。
3、性能指标（1）噪声系数：混频器的噪声定义为：NF=Pno/Pso Pno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290K时，传输到输出端口的总噪声资用功率。
Pno主要包括信号源热噪声，内部损耗电阻热噪声，混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。
Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。
（2）变频损耗：混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比。
主要由电路失配损耗，二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。
（3）1dB压缩点：在正常工作情况下，射频输入电平远低于本振电平，此时中频输出将随射频输入线性变化，当射频电平增加到一定程度时，中频输出随射频输入增加的速度减慢，混频器出现饱和。
混频器测试建议书简版
混频器测试建议书混频器测试建议书摘要本文档旨在提供关于混频器测试的建议。
首先，对混频器的基本概念进行介绍，然后根据测试要求，提供测试方案及具体操作步骤，最后总结并提出改进建议。
1. 简介混频器是一种电子设备，用于将多个信号进行混合并输出。
它在无线通信系统、音频处理等领域起到重要作用。
混频器的性能测试对于保证设备质量和性能至关重要。
2. 测试要求在进行混频器测试之前，首先需要明确测试的目的和要求。
下面是一些典型的混频器测试要求：2.1 频率响应测试混频器的频率响应特性，包括幅频特性和相频特性。
幅频特性测试需要确定混频器在不同频率下的增益变化情况。
相频特性测试需要确定混频器在不同频率下的相位变化情况。
2.2 动态范围测试混频器的动态范围，即信号输入范围内能够输出的最大可靠信号幅度和最小可靠信号幅度。
动态范围测试需要确定混频器的最大输入功率和最小可识别功率。
2.3 噪声系数测试混频器的噪声系数，即在混频器输入端引入的额外噪声对输出信号质量的影响。
噪声系数测试需要确定混频器的噪声功率。
2.4 隔离度测试混频器的隔离度，即测量混频器不同输入端之间的信号隔离情况。
隔离度测试需要确定混频器在不同输入端之间隔离信号的功率衰减情况。
3. 测试方案基于测试要求，下面提供一个测试方案供参考：3.1 仪器准备在进行混频器测试之前，需要准备以下仪器：- 频谱分析仪- 功率计- 频率信号源- 可编程电源- 信号发生器- 示波器3.2 操作步骤以下是混频器测试的基本操作步骤：1. 搭建测试环境，确保仪器连接正确，并进行校准。
2. 使用信号发生器和频率信号源产生不同频率的输入信号，记录并测量混频器的输出信号。
3. 使用频谱分析仪测量混频器的幅频特性，记录并绘制混频器的增益变化曲线。
4. 使用相位测量仪测量混频器的相频特性，记录并绘制混频器的相位变化曲线。
5. 使用功率计测量混频器的最大输入功率和最小可识别功率。
6. 使用噪声源测量混频器的噪声功率。
(仅供参考)混频器和调制器
FREQUENCY (MHz)
0 10 20 30 40 50 60
0.50.5
DIFFERENCE AT 1MHz SUM AT
21MHz
NO HARMONICS
f LO = 10MHz
f RF = 11MHz
LO AND RF FULLY SUPPRESSED
RF = 11MHz 且f LO = 10MHz 时乘法混频器的输入和输出
显然，要更好地理解混频器行为，不仅需要考虑时域波形(如此处所示)，而且还需要考虑显示与上述IF 波形对应的输出频谱。
：f RF = 11MHz 且f LO = 10MHz 时乘法混频器的输出频谱
f RF = 11MHz且f
LO
= 10MHz时理想开关混频器的输入和输出
虽然得到的仍然是乘积，但现在却是ω
RF
正弦波(RF输入)乘以取值仅为+1或–1的变量(即单位方波)。
后者可以用傅里叶序列表示：
因此，开关混频器的输出就是其RF输入(可简化为sinω
RF
t)乘以上述方波展开式，从而得到现在展开各个乘积即可得到
概略显示在产生图7所示波形的特定情况(即f
RF = 11 MHz且f
LO
= 10 MHz)下最重要的这
公式
公式
公式
公式。
混频器测试建议书精简版
混频器测试建议书1. 概述混频器是一种广泛应用于音频器材领域的设备，用于混合和控制多个音频输入信号。
为了保证混频器的性能和质量，我们需要对其进行测试和评估。
本文提供了一些建议，以帮助进行混频器的测试工作。
2. 测试目标评估混频器的音频质量，包括音频清晰度、声音平衡和信噪比等。
测试混频器的各种输入和输出通道的性能和互操作性。
验证混频器的各种控制功能和参数调节的准确性和稳定性。
检测混频器在不同负载条件下的稳定性和输出功率。
3. 测试方案3.1 准备测试设备选取一台高性能的音频发生器作为音频信号源。
准备一台高精度的音频分析仪，用于测量混频器的各项性能指标。
使用高质量的音箱和耳机作为音频输出设备。
3.2 测试步骤1. 连接音频发生器的输出端口到混频器的输入端口。
2. 设置音频发生器的输出信号参数，如频率、幅度和波形形式。
3. 调节混频器的各项参数，如增益、均衡器和效果器，观察对输出信号的影响。
4. 使用音频分析仪测量混频器的各项性能指标，如频率响应、失真率和相位响应。
5. 测试混频器的各个输入和输出通道，验证其正常工作和互操作性。
6. 运行长时间测试，检测混频器在不同负载条件下的稳定性和输出功率。
4. 测试结果分析根据测试数据和观察结果，对混频器的性能和功能进行评估和分析。
重点关注以下几个方面：音频质量是否满足要求，如清晰度、平衡性和信噪比等。
各项性能指标是否达到规定要求，如频率响应曲线是否平坦、失真率是否低于标准限制。
混频器的控制功能和参数调节是否准确和稳定。
输出功率是否满足规定要求，通过与标准负载进行比较确定是否达标。
5. 和建议根据测试结果和分析，对混频器的性能和质量进行并提出改进建议。
如果发现性能不足或存在问题，可以考虑以下措施：优化电路设计，减少信号噪声和失真。
完善控制功能，提高参数调节的准确性和稳定性。
优化散热设计，增加混频器的稳定性和耐用性。
希望以上测试建议能够对混频器的测试工作提供一些指导和帮助，并最终改进产品的性能和质量。
06混频器解析
① 输入为本振信号
vDS1
② 作为跟随器工作，源极输出
跟随输入，即 vDS1 vLO (t)
（2）FET1工作特征 ① 输入为射频信号
② FET1管工作在可变电阻区 （条件 vDS1 很小）
iD1 n (vGS1 VGS(th) )vDS1
iD1 与vGS1 vRF (t)
FET1管跨导：g1
cos(L
s )t]
vI VIm (1 ma cos t) cosIt
中频
上混频： I L s s 下混频： I L s s
叠加型混频器
利用非线性器件幂级数展开式中的二次项， 将两个信号的相加作用改变为相乘作用。
i f (v) a0 a1v a2v2 a3v3 a0 a1v a2v2 a0 a1(vs vL ) a2 (vs vL )2 a0 a1(vs vL ) a2 (vs2 vL2 ) 2a2vsvL
其中的相乘项2a2vsvL是有用项，其它项则产生失真和干扰
混频器的主要指标
增益(dB) 噪声系数NF(dB)
IIP3(dBm)
输入阻抗(Ω) 口间隔离(dB)
指标
10 dB 12 dB +5 dBm 50Ω 10 ~ 20 dB
混频器的主要指标
增益
输出中频信号大小与输入射频信号大小之比
电压增益
AV
带通滤波器 vI vL
本地振荡器
调幅接收机—混频器的结构框图
实现方法
乘积法
使用乘法器电路（吉尔伯特乘法器） 由模拟乘法器和带通滤波器组成
叠加法 利用器件的非线性特性
二极管——动态范围大，组合频率干扰少，开关速度快 三极管——有一定的混频增益 场效应管——平方律特性，互调、交调干扰少 为减少组合频率分量，工作于线性时变状态
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。
混频电路实验报告
混频电路实验报告引言混频电路是一种常用的电路，用于将两个或多个不同频率的信号进行合并或分离。
本实验旨在通过搭建混频电路并进行实验验证，加深对混频电路原理的理解。
实验器材•信号发生器•混频器•示波器•电阻•电容•电源•连接线实验步骤步骤一：搭建混频电路1.将信号发生器连接到混频器的输入端口。
2.将示波器连接到混频器的输出端口。
3.根据实验要求，选择合适的电阻和电容值，并连接到混频器的相关电路。
步骤二：调节信号发生器频率1.打开信号发生器，并设置初始频率为f1。
2.使用示波器观察混频器输出信号的波形和频率。
步骤三：调节混频器参数1.根据实验要求，调节混频器的相关参数，如输入电压、放大倍数等。
2.使用示波器观察混频器输出信号的波形和频率的变化。
步骤四：记录实验结果1.记录信号发生器的初始频率f1和混频器输出的信号频率f2。
2.记录混频器的参数设置。
实验结果与分析实验结果根据实验记录，我们得到了以下结果：•信号发生器的初始频率f1为1000Hz。
•混频器输出的信号频率f2为2000Hz。
•混频器的参数设置为放大倍数为2。
结果分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.混频器能够将两个不同频率的信号进行合并，输出一个新的信号。
2.输入信号的频率会对混频器输出信号的频率产生影响。
3.混频器的参数设置可以调节输出信号的放大倍数。
总结通过本实验，我们成功搭建了混频电路，并验证了混频器的原理。
混频电路在通信领域有着广泛的应用，如无线电通信、雷达系统等。
深入理解混频电路的原理对于电子工程师而言是非常重要的，本实验为我们提供了一个实践操作的机会，加深了对混频电路的理解和掌握。
混频原理介绍与分析
混频原理介绍与分析混频原理是指将两个或多个不同频率的信号进行合成，生成一个新的频率信号的过程。
混频技术在无线通信、调频广播、雷达、导航系统等领域有着广泛的应用。
本文将从基本原理、混频器的分类和工作原理、混频器的性能参数等方面进行详细的介绍和分析。
一、基本原理混频原理的基本思想是通过非线性元件将两个或多个不同频率的信号相乘，以产生新的频率分量。
通常使用的非线性元件有二极管、晶体管、场效应管等。
当两个输入信号分别为f1和f2时，通过非线性元件，可以产生频率为f1、f2以及(f1±f2)的频率成分。
其数学表达式为：f3=，2f1±f2，或f4=，2f2±f1二、混频器的分类和工作原理混频器按照混频信号的处理方式可以分为平衡混频器和非平衡混频器两类。
平衡混频器采用平衡型电路，输入信号在非线性元件之前需要进行平衡混频，主要通过互补的非线性元件实现。
平衡混频器可以有效抑制杂散分量的出现，提高混频器的线性度和动态范围。
其中，二极管混频器（均衡）是应用最广泛的，其工作原理是将两个信号分别通过两个二极管，然后再将两个二极管的输出信号相加，最后通过滤波器滤除幅度较小的不需要的频率分量。
非平衡混频器主要有单边带混频器、振荡混频器和自脉冲混频器。
单边带混频器通过抑制一个较强的本地振荡信号来实现混频，它可以实现频率的选择性混频。
振荡混频器以混频信号为输入，在非线性元件中产生新的频率成分。
自脉冲混频器是一种特殊的非平衡混频器，通过将本地振荡信号送入非线性元件，产生自脉冲信号，然后通过滤波器来获得所需频率。
三、混频器的性能参数混频器的性能参数主要包括转换增益、本地振荡抑制比、本地振荡频率抑制比和反射损耗等。
转换增益是指输入信号到输出信号间的增益，通常以分贝（dB）为单位。
转换增益越大，表示混频器性能越好。
本地振荡抑制比是指混频器对本地振荡信号的抑制能力。
本地振荡抑制比越大，表示混频器对本地振荡信号的抑制能力越强。
混频器实验报告
混频器实验（虚拟实验）（一）二极管环形混频电路傅里叶分析得到的频谱图为分析：可以看出信号在900Hz和1100Hz有分量，与理论相符（二）三极管单平衡混频电路直流分析傅里叶分析一个节点的傅里叶分析的频谱图为两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的频谱图为：分析：同样在1K的两侧有两个频率分量，900Hz和1100Hz 有源滤波器加入电路后U的傅里叶分析的频谱图为：IFU节点的傅里叶分析的频谱图为：out分析：加入滤波器后，会增加有2k和3k附近的频率分量（三）吉尔伯特单元混频电路直流分析傅里叶分析一个节点的输出电压的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图如下：两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：失真分析：1k和3k两侧都有频率分量，有IP3将有源滤波器加入电路U的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：IFU节点的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：out分析：有源滤波器Uout节点的傅里叶分析的频谱相对于Uif的傅里叶分析的频谱来说，其他频率分量的影响更小，而且Uout节点的输出下混频的频谱明显减小了。
输出的电压幅度有一定程度的下降。
思考题（教材P116）：（1）比较在输入相同的本振信号与射频信号的情况下，三极管单平衡混频电路与吉尔伯特混频器两种混频器的仿真结果尤其是傅里叶分析结果的差异，分析其中的原因。
若将本振信号都设为1MHz，射频频率设为200kHz，结果有何变化，分析原因。
答：三极管吉尔伯特（2）对图18中加入的有源滤波器的特性进行分析，对其幅频特性、相频特性进行仿真。
若要使得滤波器的带宽减小20%，应对滤波器元件参数如何调整。
将调整带宽后的滤波器与混频器相连，比较前后傅里叶分析的结果异同，分析原因。
答：对有源滤波器进行仿真结果如下根据增益带宽积不变原则，弱带宽减少20%，则增益变为原先的125%，故可将运放处的反馈电阻由76K变为95K。
改变后傅里叶分析结果如下：改变前傅里叶分析结果如下：.。
应用于信道产品中混频器的简单分析
Technology Analysis技术分析DCW77数字通信世界2020.050 引言随着通信系统的发展，混频器广泛的应用于各种通信设备中，如超外差接收机，就是利用混频将接收到的高频信号变成一个固定的中频信号，再进行放大，从而使接收机的灵敏度和选择性大大提高。
此外，在发射机里也要利用混频器来改变载频，混频是个典型的频谱搬移过程，这个过程在实际生产中通过非线性器件来实现。
常用的混频器有晶体管混频器和场效应管混频器，在实际生产中用得最多的是晶体管双平衡混频器。
1 双平衡混频器（DBM）分析图1为双平衡混频器的原理图，该混频器采用了四个特性相同的混频二极管接成环形。
本振和信号通过变压器耦合，将不平衡的输入变换为平衡的输出，再加到二极管桥路的两对角上。
中频从本振或信号输入变压器的中心点引出。
图1 双平衡混频器原理图由本振偶次谐波差拍产生的电流在中频负载上互相抵消，而由本振奇次谐波差拍产生的电流在中频负载上互相叠加。
由本振奇次谐波差拍产生的电流出现在中频端，而由本振偶次谐波差拍产生的电流出现在信号输入端。
这是双平衡混频器的重要特点。
2 混频器重要指标2.1 变频损耗混频器的变频损耗是其最基本的一个指标，对接收机而言，混频器变频损耗直接影响到接收机的接收灵敏度，变频损耗增大了，变频后的中频信号变小，噪声电平抬高，使输出信噪比降低，接收灵敏度降低。
对发射机而言，混频器变频损耗也直接影响发射的功率，从而影响电台通信距离。
影响混频器变频损耗有几个，通常使用的混频器一般带宽都很宽，其变频损耗在很宽的频带内会有一些波动，因此，在器件选型的时候要尽量选择合适的混频器，使用其变频损耗波动小的频段。
另外，如果本振驱动不够的话，变频损耗也会增加，生产中信道产品上常用的混频器都是+7dBm 本振驱动（现有的混频器本振驱动有：+7dBm ，+10dBm ，+13dBm ，+17dBm ，+23dBm ，+27dBm ），该类混频器在本振输入0dBm 以上情况下都能够正常工作，变频损耗几乎也不会受影响。
混频器交调产物分析和预测
=
p q
fS fI
+
p ±1 q
（8）
设 y = fn / fI , x = fS / fI , k = p / q, b = ( p ±1) / q ，则上式表示两组直线簇，其中每一
条直线对应的 y 的范围代表一个能够对 x 形成干扰的频段。而直线 y = x 则代表接收频
段，通过计算干扰直线和 y = x 的距离就可以判断最近的干扰组合和频率，而与直线
qp表2pqififpqif74if54pqif83if23456783451111111222sfsf325332754397425211111112154367845678562223333344sfsf851553732956356576325315754257867878844555667sfsf94743845927453736357假设调谐频段为1sf2sf1sfifa2sfifb如果中频滤波器的选择性不够好则在上表中满足asfifb的和q组合就会落入中频形成干扰受干扰接收p3频率为1psripqff???????表1或1srippq?ff??????表2现代高性能接收系统中由于良好的中频选择性设计这类干扰的影响很小但有两类干扰需要重点考虑这两类干扰在设计宽带射频前端时需要详细分析
表3
p
4
5
6
7
q
5
6
7
8
fS
/
f
（+）
I
5
6
7
8
fS
/
f
（-）
I
5
6
从数据可以看出，可能的干扰均为高阶干扰，几乎没有什么影响。但由于中频太
低，其镜像频带（ fJ =2 fI + fS ）和接收频带重叠，很难用预选器进行抑制，显然这种 变频方式并不合理，虽然电路简单，但抗干扰能力差。
混频器杂散分析
确定总体半中频杂散指标和为LTE接收机选择RF混频器发布时间: 2012-8-7 10:20 发布者: eechina作者：Maxim公司Dan Terlep本文介绍如何满足高性能基站(BTS)接收机对半中频杂散指标的要求。
为达到这一目标，工程师必须理解混频器的IP2与二阶响应之间的关系，然后选择满足系统级联要求的RF混频器。
混频器数据手册以二阶交调点(IP2)或2x2杂散抑制指标的形式表示二阶响应性能。
本文通过介绍这两个参数之间的关系，说明接收机设计以及如何确定总体半中频杂散指标。
以MAX19997A的IP2与2x2关系为例，这是一款用于E-UTRA LTE接收机的有源混频器。
混频器谐波在超外差接收机电路中，混频器将高频RF信号转换到较低中频(IF)，该过程称为下变频。
混频器中，如果输出频率为射频输入频率减去本振(LO)输入频率，称为低边注入(LO频率低于RF频率)；如果输出频率为LO频率减去RF频率，则称为高边注入。
下变频过程可由下式表示：fIF= fRF - fLO= - fRF+ fLO式中，fIF为混频器输出端口的中频；fRF为加至混频器RF端口的RF信号；fLO为加至混频器LO端口的LO信号。
理想情况下，混频器的输出信号幅值和相位与其输入信号的幅值和相位成比例，与LO信号无关。
在这一假设前提下，混频器幅值响应与RF输入信号成线性关系，也与LO信号幅值无关。
然而，由于混频器的非线性特性，将产生所不希望的混频产物，称为杂散响应。
杂散响应是由混频器RF端口输入的干扰或噪声信号引起的，在IF频率产生响应。
到达RF输入端口的干扰信号可能没有在所规定的RF带宽内，但也会造成麻烦。
这类信号通常具有足够高的功率，混频之前的RF滤波器不能对其实施足够衰减，使其引起额外的杂散响应，直接影响到所要求的IF信号，混频原理可表示为：fIF= m fRF -n fLO= - m fRF + n fLO注意，m和n为RF和LO频率的整数次谐波，通过混频产生格中杂散产物组合。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告一、实验目的通过实验研究晶体管混频器的基本原理和特性，并掌握晶体管混频器的实际应用。
二、实验原理晶体管混频器主要利用晶体管的非线性特性进行频率混合，从而在输出中产生所需要的混频信号。
具体原理为：当晶体管的输入信号为两个不同频率的信号时，晶体管的非线性导致输入信号的频率之差的倍频和和差频信号的产生。
根据这一原理，可以通过调整输入信号的频率和幅度，以及晶体管的工作点和放大系数，控制和产生所需的混频信号。
三、实验器材与装置1.双螺旋芯电感、电容、可变电阻、封装稳压二极管等被动元件；2.实验电路板、三极管等主动元件；3.示波器、信号源等测量工具。
四、实验步骤1.根据实验电路图连接电路：将封装稳压二极管连接在电路板的相应位置上，接上电阻、电容等被动元件和晶体管等主动元件，并按照电路图要求连接示波器和信号源。
2.调节信号源的频率和幅度，使其输出频率为两个不同频率的信号。
同时设置示波器，通过排气，使得信号源的输入信号和输出信号均通过示波器显示出来。
3.调整电路中的电容、电阻和电感等被动元件的数值，使得晶体管在一定工作点下，表现出较好的混频效果。
4.观察示波器的波形并记录。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了晶体管混频器的波形如下所示：（插入图片）根据波形图以及实验结果，可以看到晶体管混频器具有以下特点：1.频率混频：输入的两个不同频率的信号在晶体管中进行混频，输出的波形中同时包含了频率之和和频率之差的成分。
2.非线性特性:晶体管的非线性特性是实现混频的基础，通过调整晶体管的工作点和放大系数，可以控制和产生所需的混频信号。
3.混频效果受调整元件的影响：调整电容、电阻和电感等被动元件的数值，可以影响晶体管的工作点和放大系数，进而影响混频效果。
六、实验总结通过本次实验，我们对晶体管混频器的原理和特性有了更深入的理解。
混频器作为一种常见的电子元件，在通信、雷达、测量等领域有着重要的应用价值。
在实际应用中，可以通过调整元件参数和信号输入来控制和获取所需的混频信号。
平衡混频器实验报告
平衡混频器实验报告平衡混频器实验报告引言：混频器是无线通信系统中常用的一种电路器件，用于将多个不同频率的信号进行混合，以实现信号的调制和解调。
平衡混频器是一种常见的混频器类型，其特点是具有较好的抗干扰能力和较低的失真度。
本实验旨在通过搭建平衡混频器电路并进行实际测试，验证其性能和特点。
一、实验目的本实验的主要目的是：1.了解平衡混频器的基本原理和工作方式；2.掌握平衡混频器的搭建方法和调试技巧；3.验证平衡混频器在实际应用中的性能和特点。
二、实验原理平衡混频器是通过两路输入信号与一个局部振荡信号进行混合，利用非线性元件的非线性特性，产生新的频率分量。
平衡混频器由两个对称的非线性元件和一个局部振荡信号组成。
其中，非线性元件常用二极管或场效应管，局部振荡信号通常由射频信号源提供。
三、实验器材和元件1.信号源：射频信号源、局部振荡信号源；2.混频器：平衡混频器电路板；3.示波器：用于观察输入和输出信号波形。
四、实验步骤1.搭建电路：按照实验电路图连接射频信号源、局部振荡信号源和平衡混频器电路板。
2.调试电路：调整射频信号源和局部振荡信号源的频率和幅度，观察输入和输出信号的波形。
3.记录数据：记录不同频率和幅度下的输入和输出信号波形，并进行分析和比较。
4.分析结果：根据实验数据，分析平衡混频器的性能和特点。
五、实验结果与分析1.输入信号波形：通过示波器观察输入信号波形，可以看到两路输入信号的幅度和频率。
2.输出信号波形：通过示波器观察输出信号波形，可以看到混频后产生的新的频率分量。
3.频率响应：改变射频信号源和局部振荡信号源的频率，记录不同频率下的输出信号幅度，绘制频率响应曲线。
4.幅度响应：改变射频信号源和局部振荡信号源的幅度，记录不同幅度下的输出信号幅度，绘制幅度响应曲线。
5.非线性失真度：通过观察输出信号波形的畸变情况，分析平衡混频器的非线性失真度。
六、实验结论1.平衡混频器能够将多个不同频率的信号进行混合，产生新的频率分量。
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号。理想的系统具有极好的选择性，只允许有用信号通过并得到处理，而干扰信号被
良好地抑制，在系统输出端不会产生任何响应。但实际情况并非如此，复杂的电磁环
境中存在各种频率信号，这些信号都会被接收天线感应并进入系统前端。为了避免这
些信号对有用信号形成干扰，必须认真进行系统的频率规划和中频选择，使落入中频
的干扰组合尽量少，并且使能形成低阶组合干扰的干扰频率落在接收系统带外一定距
混频器是三端口器件，分别是输入端口、本振端口和中频端口，为表达方便，用 fO 代表本振信号， fS 代表调谐信号， fI 代表中频信号，则有
fI = ± pfO ± qfS ，（其中 p 和 q 为正整数） （1） 上式表示混频器的中频输出包含输入信号和本振信号的各次谐波的线性组合。通常 情况下，我们仅需要其中一种频率，差频 fI = fO − fS 或和频 fI = fO + fS ，对其他的输 出频率分量需要用滤波器进行抑制。 在进行射频或微波无线通信系统设计时，需要对混频器的交调产物频率进行详细的 分析和预测，细心选择变频方案和中频频率，使落入中频带内的交调频率分量尽量少， 而且其阶次尽量高，电平过大的干扰落入带内会使系统的效能大大降低。预测混频器 的交调产物有多种方法，但其原理都是利用等式 1 进行适当的变形，从而使干扰频率 点的计算和判断变得容易。下文对几种常用方法进行了说明，分析了不同方法的优点 和缺点，并编写了相应的程序对曲线图进行了进一步的处理，使干扰的分析更加简单 和直观，大大提高了干扰预测的效率。
器抑制。一般情况下， q <4 的频率需要重点考虑。
第二类是在使用低中频时需要考虑 fn = fSR * q 的频率，如果该频率信号在宽带射频 前端的带内，就会直接和本振信号的谐波混频产生中频干扰。对于这些频率必须使用
预选器进行抑制。
带外组合干扰预测
这类干扰频率位于接收频带之外，大多数情况下都可以使用滤波器进行足够的抑
y = x 相交的直线则代表能形成带内干扰的（ p , q ）组合，交点处代表受干扰的频率。
同理，当调谐信号满足 fS − fO = fI 时，干扰频率满足式 9。
fN fI
=
1 q
⎡ ⎢ ⎣
p
fS fI
+ ( p ±1)⎤⎥
⎦
=
p q
fS fI
−
p ±1 q
（9）
从等式 8、9 可以看出，随着 p 和 q 的增大，直线的数量众多，在图形上会非常拥
中可以看出在和信号线 F=Fs 相交的组合是（0,3），和表 4 相同。附近的带外干扰有
（1,2），（1,3），（0,2），（2,3），这些干扰线没有和信号线相交，因此可以用预选滤波
器抑制，为了有效抑制干扰，可以采用调谐滤波器或分段滤波器。滤波器的带宽取决
于干扰和信号的距离。
5
图2 图 3 是对低频端干扰距离的估算，可以看出在频带的下限只有 1MHz（1,2）和 1.33MHz （1，3）的距离，需要使用高阶的高通滤波器进行抑制，而在频带的高端，距离计算 见图 4 所示。最小距离为 5.26MHz,即中频的二次分频，从前面的分析可知，该类干扰 影响严重，因此必须对其进行 30dB 以上的衰减。图中 40.5MHz（0,1）表示和中频干扰 的安全距离。
fS
/
f
（-）
I
-
-
-
-
-
-
-
-
000 0
p
1 1 1 2 2 2 2 2 233 3
q
6 7 8 3 4 5 6 7 845 6
fS
/
f
（+）
I
0.4
1/3
2/7
3
3/2
1
3/4 3/5 0.5 4
2 4/3
fS
/
f
（-）
I
0
0
0
1 0.5 1/3 1/4 0.2 1/6 2 1 2/3
p
3 3 4 4 4 4 5 5 566 7
用式 5 表示：
fS = p ±1 ( p > q > 0) fI p − q
不同的 p 和 q 组合如表 2 所示。 表2
p
2
34
5
6
7
q
1
11
1
1
1
fS / fI （+） 3
2 5/3 3/2 7/5 4/3
fS / fI （-） 1
11
1
1
1
p
6
78
4
5
6
q
2
22
3
3
3
fS / fI （+） 7/4 8/5 1.5 5
f SR
=
⎛ ⎜ ⎝
p ±1 p−q
⎞ ⎟ ⎠
fI
（表
2）
现代高性能接收系统中，由于良好的中频选择性设计，这类干扰的影响很小 ，但
有两类干扰需要重点考虑，这两类干扰在设计宽带射频前端时需要详细分析。
第一类是高中频方案中 p =0 的情况，当输入信号的谐波等于中频时，在混频器中
通过谐波失真对中频产生干扰。影响相当严重，这类频率必须尽可能减少或通过预选
⎦
=
p q
fS fI
+
p ±1 q
（8）
设 y = fn / fI , x = fS / fI , k = p / q, b = ( p ±1) / q ，则上式表示两组直线簇，其中每一
条直线对应的 y 的范围代表一个能够对 x 形成干扰的频段。而直线 y = x 则代表接收频
段，通过计算干扰直线和 y = x 的距离就可以判断最近的干扰组合和频率，而与直线
表3
p
4
5
6
7
q
5
6
7
8
fS
/
f
（+）
I
5
6
7
8
fS
/
f
（-）
I
5
6
从数据可以看出，可能的干扰均为高阶干扰，几乎没有什么影响。但由于中频太
低，其镜像频带（ fJ =2 fI + fS ）和接收频带重叠，很难用预选器进行抑制，显然这种 变频方式并不合理，虽然电路简单，但抗干扰能力差。
方案二：为提高抗干扰能力，使用两次变频设计，首先将接收频率外差到一个高中
1
交调频率预测
混频器是一个非线性器件，其输入输出关系可以用下式表示：
eout = k1ein + k2ei2n + k3ei3n + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +kneinn + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅
（2）
其中 ein = E0 + Asin ω1t + B sin ω2t 表示输入信号，包含直流分量和不同频率的两个信号。
fS = p ±1 fI q − p
（4）
2
不同的 p 和 q 组合如表 1 所示（8 ≥ q > p ≥ 0 ）： 表1
p
0 0 0 0 0 0 0 0 111 1
q
1 2 3 4 5 6 7 8 234 5
fS
/
f
（+）
I
1
0.5 1/3 0.25 0.2 1/6 1/7 1/8
2
1 2/3 0.5
fS
fI
fO
图1 带内组合干扰预测
预测带内干扰时采用计算的方法比较方便，计算简单准确，干扰的判断比较直观。
但用其计算带外干扰并不方便，说明如下。
组合频率干扰是指输入信号的谐波与本振信号的谐波混频产生落入中频通带的干
扰信号，满足等式 1 的 fS 称为带内组合干扰频率。当变频方案满足 fO − fS = fI 时，将 其代入等式 1 变形可得:
4
挤，难以进行精确的计算。如果结合计算的方法进行带内干扰预测，不仅效率高，而
且精确。
设计实例分析
为了更清晰地说明以上方法在实际工作中的应用，现考虑一个具体的接收机的变频
方案设计。该接收机工作频段为 2MHz～30MHz,输出中频为 455kHz。
方案一：使用一次变频实现， fI =455kHz， fS / fI ≈4.3956～65.934，查表 1 可知， 可能的带内组合干扰如表 3 所示。
概述 混频器是射频电路中应用最广泛的器件之一，主要用于对射频频谱进行线性搬移。
实现方式分数字和模拟两种，数字混频是利用数字信号处理技术实现频谱搬移，如数 字上/下变频器。模拟混频器是利用模拟器件的非线性实现频谱搬移，具有电路简单、 工作频带宽等特点，在射频收发电路中极为常见。根据所用器件的不同，模拟混频器 可以分为二极管混频器、场效应管混频器和参量混频器等，根据实现混频的方式，可 以分为单管混频器、平衡混频器、双平衡混频器、镜像抑制混频器和谐波混频器等。 本文论述的交调频率预测方法对各种模拟混频器都适用，但不同种类的混频器对无用 交调产物的抑制度有所不同。
频 70.455MHz，然后再下变频到第二中频 455kHz。此时， fS / fI ≈0.0284～0.426。查 表 1 可知，可能的组合干扰如表 4 所示。干扰几乎都是信号的高次谐波引起，影响很
小，需要考虑的是 p =0， q =3 的组合，对应频率为 23.485MHz。如果为宽带前端，该
频点存在的干扰会影响整个工作频段。 表4
离，能够被预选器抑制。干扰主要分为带内干扰频率和带外干扰频率，这里带内表示
干扰频率落在预选器的通带内。
我们首先建立接收系统前端的通用模型如图 1 所示。该模型是超外差变频设计，包
含预选器、低噪声放大器、衰减器、混频器和中频滤波器，代表了大多数系统的前端
设计。其中 fn 表示带外频率。