三极管混频器
晶体三极管混频器.ppt
第10章振幅调制、 解调及混频
10.3.2 混频电路 1．晶体三极管混频器
ic
f0＝fI us
uL
Eb
Ec
图10.―510 晶体三极管混频器原理电 路
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
iC Ic0(t) gm (t)us
1 2 UsUL
cos t[cos(L
c )t
cos(L
c )t]
(10―85)
u1 U1 cos t cos1t
(10―810)
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
us
uo 带 通滤 波 器
uI
uL (a)
非 线性 器 件 uo 带 通滤 波 器
uI
uL (b)
图10.―53 混频器的组成框图 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
本振为单一频率信号,其频谱为
FL(ω)=π［δ(ω-ωc)+δ(ω+ωc)］ 输入信号为己调波,其频谱为Fs(ω),则
Fo ( )
1
2
Fs ( ) FL ( )
1 2
Fs () [ (
第10章振幅调制、 解调及混频
gm
gm(t )
③
gc
②
①
0
0
ube
t
0
Eb
①
②
③
图10.―58 gC～Eb的关系 《高频电路原理与分析》
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
实验三 晶体三极管混频实验
实验三晶体三极管混频实验一、实验目的1.掌握三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰。
二、实验原理1.For personal use only in study and research; not for commercial use2.3.混频器系统原理图4.三极管混频电路原理图如下，晶体管起信号的混频作用，两个输入信号分别为和；电容C in1、C in2、C out为信号输入和输出的耦合电容，起到隔直流的作用，使前后级的直流电位不相互影响，保证各级工作的稳定性；电容C e对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻R e对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益；电阻元件R b1、R b2、R e决定晶体管的工作点；电路中的电感L和电容C组成的谐振电路起选频作用，在产生的组合频率中选择所需要的中频输出信号。
For personal use only in study and research; not for commercial use三、仿真结果1.仿真原理图如下。
为获得中频频率为475MHZ信号，设置本振信号V2为500mv （10.7MHZ），载波信号V1为100mv（10.245MHZ）；L1为10uH，C3为12nF,以达到选频作用；示波器分别接入载波信号和输出信号，观察输出波形。
For personal use only in study and research; not for commercial useFor personal use only in study and research; not for commercial use2.去掉V1，进行直流工作点分析，测试放大器的静态直流工作点，结果如下：For personal use only in study and research; not for commercial use3.选取电路节点8作为输出端，对输出信号进行“傅里叶分析”，结果如下图。
5三极管混频
三极管变频一、实验目的（1）掌握晶体三极管变频器变频的过程（2）了解本振电压L u 和工作电流e I 对中频输出电压大小的影响二、实验原理混频器的功能是将载波为S f （高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频I f （固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。
例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz 的已调波信号变换为中心频率为465KHz 的中频已调波信号。
此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。
混频器的电路模型如下图所示。
混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅的高频信号L u ，并与输入信号S u 经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。
混频器电路模型 目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。
本实验采用晶体三极管作混频电路实验。
Q l 为变频管，作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率的电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz 的中频信号。
Q l 、T 2、CC1等元件组成本机振荡电路，它的作用是产生一个比输入信号频率高465KHz 的等幅高频振荡信号。
由于C 9对高频信号相当短路，T 1的次级L 的电感量又很小，为高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T 2、C C1控制，C C1是双连电容器的另一连，调节它可以改变本机振荡频率。
T2是振荡线圈，其初次级绕在同一磁芯上，它们把Q l 的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T 2的抽头引出，通过C 10耦合到Q l 的发射极上。
混频电路由Q l 、T 3的初级线圈等组成，是共发射极电路。
其工作过程是：调制信号从J4输入，经选频回路选频，通过T l 的次级线圈送到Q l 的基极，本机振荡信号又通过C 10送到Q l 发射极，调制信号和本振信号在Q l 中进行混频，由于晶体三极管转移伏安特性的非线性特性，产生众多的组合频率S L qf pf ，其中有一种是本机振荡频率和调制信号频率的差等于465KHz 的信号，这就是中频信号。
三极管混频器
通信电子线路课程设计说明书三极管混频器院、部：学生姓名：指导教师：职称：专业：班级：完成时间：混频器在现代通信中的应用非常的广泛，融入了人们的生活当中。
是现代通信中一个不可或缺的。
混频器通过改变频率来达到应有的目的，即变频。
本次课程设计采用三级管混频器，电路简单，变频增益高。
输入两个高频信号，通过三极管混频电路和选频回路，最后可以得到一个差频信号。
采用9014三极管，用中周来充当选频回路，本设计结构简单，性能相对较为稳定，成本低，使用滑动变阻器改变静态工作点，使其工作在非线性工作区域，是发射极注入、基极输入式变频电路。
关键词：混频器；三极管；选频Application of mixer in modern communication is very wide, into people's lives. The modern communication is an indispensable. The mixer to achieve the desired objective by changing frequency, variable frequency.This course is designed with three pipe mixer, simple circuit, high conversion gain. Input two high-frequency signal, pipe mixer circuit and frequency selection circuit through the pole, and then we can get a difference frequency signal. The 9014 triode, used in the weeks to act as a frequency selective circuit, this design has the advantages of simple structure, performance is relatively stable, low cost, the use of a sliding rheostat change the static working point, which works in the nonlinear area, is the emitter injection, base input type frequency conversion circuit.Key word: mixer;transistor;frequency目录第一章三极管混频器的设计内容及要求 (1)设计内容 (1)设计要求 (1)混频器工作原理及系统框图 (1)三极管混频器的设计方案 (3)第二章电路设计及其原理分析 (4)本地振荡电路 (4)混频电路 (6)第三章三极管混频器的仿真和调试 (9)仿真软件介绍 (9)混频器电路的仿真 (9)实物调试 (10)总结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)附录 (13)附录 A (13)附录 B (14)附录 C (14)附录 D (15)第一章 三极管混频器的设计内容及要求设计内容在本次课程设计中采用了Multisim 仿真软件对三极管混频器进行设计及绘制，并模拟仿真。
晶体三极管混频器
3dB
3dB 压缩 电 平
输入 电平 /dB
图10.―55 混频器输入、输出电平的关系曲线 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
5) 选择性
混频器的中频输出应该只有所要接收的有用信号 (反映为中频,即fI=fL-fc),而不应该有其它不需要的干扰 信号。但在混频器的输出中,由于各种原因,总会混杂很 多与中频频率接近的干扰信号。
第10章振幅调制、 解调及混频
图10.―102为二极管环形混频器,其输出电流io为
io 2 g D K ( L t ) u s 2gD ( 4 4 3
cos L t
cos 3 L t )U s c t
(10―100)
经中频滤波后,得输出中频电压 4 u1 g DU D cos( L c ) t U 1 cos 1t
V1 V2 输出 1.2 k
2 00
－12 V
ZL 1 00 H
ZL 100 H 9.5 H 0.001 F L1 9 MHz 输出 R L ＝50 5～80 pF
6
6.8 k
图10.―105 用模拟乘法器构成混频器 《高频电路原理与分析》
5 ～ 8 0p F
第10章振幅调制、 解调及混频
15V C1 u L (50 ) 250 MHz 0.5/8 pF C2 u s (50 ) 200 MHz L2 C3 0.5/8 pF Lc 3.9 H 0.001 (a ) C4 0.5/8 pF C5 0.5/8 pF 5/30 pF 0.5/8 pF Lc 3.9 H L3 0.15 H L1 C7 50 MHz (50 ) 0.001
三极管混频电路
实验报告册课程: 高频电子线路实验实验: 三极管混频电路班级: 09电信2班姓名: 林小龙学号: 20090662224 日期: 年月日一、实验目的①通过实验熟悉三极管混频电路的工作原理。
②掌握三极管混频电路的混频增益的测试方法。
二、实验原理混频, 又称为变频, 是一种信号频率变换过程, 指将信号的某一个频率或频段变换成我们需要的另一种频率或频段。
能完成这种频率变换过程的电路就叫做变频器, 也称混频器。
三极管混频电路是超外差接收机中广泛应用的电路。
它的主要特点通过混频（变频）实现高频信号的频率变换。
从而将一个较大的频率空间内的接收频率转变成为一个固定的较低的频率。
因而，主放大电路可以按照这个频率进行设计，从而保证整机的增益、通带等性能指标。
实验电路如图1-1所示。
接收到的高频信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的基极。
本机振荡信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的发射极。
由于三极管的非线性作用，将产生一个差频信号（中频）由集电极输出并由LC谐振回路选出。
送到中频放大电路。
图1—1 三极管混频电路三、实验电路图1-1所示电路为实验电路，它是本振信号从发射极注入式的晶体管混频电路。
具有较高的混频增益。
本实验电路要求完成的技术指标：输出中频f I=465KHz，通频带2△f0.7=6KHz，增益A>20dB，R L=1 kΩ。
电路主要元件参数：晶体管CS9018，β=60，查手册知在f0=300MHz，I C=2mA，Vcc=9V 条件下测得y参数为g ie=2mS，Cie=12PF，goe=250μs，Coe=4pF，yfc=40mS，yre=350μS。
如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作为参考。
要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。
中频变压器参数：L=4μH，Q0=100，P1=0.6，P2=0.3。
回路电容C1=10PF，C2=(5～20)PF，在调谐过程中使用微调电容C2，调整中心频率。
实验5 晶体三极管混频实验
实验5 晶体三极管混频实验一、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●混频的概念●晶体三极管混频原理●用模拟乘法器实现混频2.做本实验时所用到的仪器：●晶体三极管混频模块●LC振荡与射随放大模块●高频信号源●双踪示波器二、实验目的1．进一步了解三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰。
三、实验内容1.用示波器观察输入输出波形；2.用频率计测量混频器输入输出频率；3.用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。
四、基本原理混频器的功能是将载波为（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频f i（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。
例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。
此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。
混频器的电路模型如图 5-1所示。
混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅的高频信号U L，并与输入信号US经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。
目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用晶体三极管作混频电路实验。
图5-2是晶体三极管的混频器电路，本振电压U L频率为(8.8MHZ)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为6.3MHZ)从晶体三极管的基极B输入，混频后的中频(Fi=F L-Fs)信号由晶体三管的集电极C输出。
输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验中频为Fi=F L-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。
为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压Us和本振电压U L外，不可避免地还存在干扰和噪声。
它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。
实验五 晶体三极管混频实验
实验五晶体三极管混频实验一、实验内容1、掌握了解三极管混频器的工作原理；2、了解混频器的寄生干扰。
二、实验原理1、混频器的工作原理混频器的功能是已调波信号（高频）不失真地变换为另一已调波信号，保持原调制规律不变。
为实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅高频信号UL，与输入信号US经混频器后所产生的差频信号，经带通滤波器滤出。
除输入信号电压Us和本振电压UL外，还存在干扰和噪声。
它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。
干扰是由于混频不满足线性时变工作条件而形成的，不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰。
2、实验电路图中，本振电压为11.2MHZ从晶体管的发射极e输入，信号频率为8.2MHZ 从晶体三极管的基极B输入，混频后的中频信号由晶体三管的集电极C输出。
输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验中频为3MHZ。
三、实验内容1、用频率计测量混频器的输入输出频率，观察输入输出信号的波形；2、用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。
四、实验步骤（一）模块上电将LC振荡器模块③晶体三极管混频器模块④接通电源。
（二）中频频率的观测1、将LC振荡器调整到“串S”、1C09（150P）状态下，其产生的振荡频率为11.9MHZ信号作为本实验的本振信号，接晶体三极管混频器本振输入2P01，高频信号发生器输出8.9MHz，VP-P=0.5V信号接晶体三极管混频器本振输入2P02。
用示波器观测2TP03波形，测量其中频值。
顺时针调整2W01，输观察2TP03的波形变化。
2、混频的综合观测。
将调制信号为1KHZ载波频率为8.9MHZ的调幅波，作为本实验的晶体三极管混频器射频输入，用双踪示波器的观察2TP01、2TP02、2TP03各点波形，特别注意观察2TP02和2TP03两点波形的包络是否一致。
三极管混频器
2012高频课程设计1.三极管混频器的设计内容及要求1.1设计内容在本次通信电子线路课程设计中我采用了Multisim仿真软件对三极管混频器进行设计及绘制，并模拟仿真，在仿真的基础上再做了实物。
从理论上对电路进行了分析。
选择合适的元器件，设计出满足要求的三极管混频器。
1.2设计要求设计一个三极管混频器。
要求中心频率为10MHz, 本振频率为16.455MHz。
1.3设计框图及原理说明1.3.1混频原理框图混频器是一种典型的线性时变参数电路，要完成频谱的线性搬移，关键是要获得两个输入信号的乘积，能找到这个乘积项，就可完成所需的线性搬移功能。
如下图1.1为混频器的组成电路，它由非线性器件、本地振荡器和带通滤波器组成。
图1.1 混频工作原理1.3.2混频原理说明混频电路输入的是载频为fc 的高频已调波信号ui（t）和频率为f r的本地振荡信号ur(t),经过非线性器件变频后输出端有两个信号的差频（f r-f c）、和频（f r+f c）及其他频率分量，再经滤波器滤掉不需要的频率分量，取差频（或和频）f I 作为中频已调波信号uI（t）,即中频f I=(f r-f c),或f I=(f r+f c),从而实现变频作用。
通常从输出端取出差频的混频称为下混频，而取出和频的混频称为上混频。
本次课程设计我的电路是用10MHZ的交流信号电压源、本振电路（产生16.455MHZ）、三极管混频器电路以及选频电路组成。
信号源所产生的10MHZ 的正弦波与本振电路所产生的16.455MHZ正弦波通过三极管进行混频后产生和频、差频信号及其它频率信号，然后通过滤波网络滤掉不需要的频率分量，取出差频（6.455MHZ）的信号，即为所需的6.455MHZ信号。
错误！未指定书签。
2．设计电路及原理与仿真2.1本地振荡电路本地振荡器是本设计电路的重要部分，同时也是超外差式接收机的主要部分。
其主要作用是将直流信号变为高频正弦信号，2.1.1振荡起振条件正弦波振荡器按工作原理可分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类。
9.三极管混频器
晶体管混频器实验——三极管混频器学号：200800120228 姓名：辛义磊 仪器编号：30一、 实验目的1、掌握晶体管混频器的工作原理及其作用2、弄清混频增益、晶体管工作状态及本振电压的关系二、实验仪器双踪示波器数字频率计超高频毫伏表直流稳压电源数字万用表三、实验原理与实验电路晶体管混频原理（1）混频一般工作原理分析 混频的基本功能是保持已调信号的调制规律不变，仅使载波频率升高或降低。
从频谱角度看，混频的实质是将已调信号的频谱沿频率轴做线性搬移，因而混频电路必须由具有乘法作用的非线性器件和中频带通滤波器组成。
设)cos()(t V t V c sm s ω=是输入的已调信号，)cos()(t t V L L ω=是参考信号，亦称本振，则其乘积])cos()[cos(2)(t t V V t V c L c L Lm sm o ωωωω-++=经中频带通滤波器，取出c L ωω+或c L ωω-的频率分量，即完成变频作用。
新的载波频率称为中频。
若取出的频率分量为c L I ωωω-=则输出中频信号为t V t V V t V I c L Lm sm I ωωωcos )cos(2)(Im =-=混频器的主要质量指标之一是混频增益（或混频损耗）。
混频增益是指混频器输出中频信号电压振幅VIm （或功率PI ）对输入高频信号电压振幅Vsm （或功率Ps ）的比值，用分贝表示，即s I pc sm vc P P V V A lg 20G 或lg 20Im ==在输入信号相同的情况下，分贝数越大，表明混频增益越高，混频器将输入信号变换为输出中频信号的能力越强，接收机的灵敏度越高。
混频损耗是对不具备混频增益的混频器而言的，它定义为在最大功率传输条件下，输入信号功率对输出中频功率的比值，用分贝表示，即I s c P P L lg 10=（2）晶体管混频器原理高频AM 信号经耦合电容C1耦合到混频管的基极；本振信号经耦合电容C3耦合到混频管的发射极。
高频电子线路设计(三极管混频器的设计)概要
通信电子线路课程设计说明书三极管混频器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：蔡双指导教师：俞斌职称讲师专业：电子信息工程班级：电子1002完成时间：2012-12-20摘要随着社会的发展，现代化通讯在我们的生活中显得越来越重要。
混频器在通信工程和无线电技术中，得到非常广泛的应用，混频器是高频集成电路接收系统中必不可少的部件。
要传输的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号，才能在空中无线传输，在接收端将接收的已调信号要进行解调得到有用信号，然而在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成相应的中频信号，这就要用到混频器。
其原理是运用一个相乘器件将本地振荡信号与调制信号相乘，经过选频回路选出差频项（中频），在超外差式接收机中，混频器应用十分广泛，如：AM广播接收机将已调振幅信号535K～1605KHZ要变成465KHZ的中频信号；还有移动通信中的一次混频、二次混频等。
由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。
关键词混频器；中频信号；选频回路ABSTRACTWith the development of society, the modernization of communication in our life becomes more and more important. Mixer in communication engineering and radio technology, widely used, the mixer is high frequency integrated circuit receiving system essential components. To transmit baseband signal to go through frequency conversion into a high frequency modulated signal, can in the air, wireless transmission, at the receiving end receives the modulated signal to demodulate the received useful signal, however in the demodulation process, receives the modulated high frequency signal to go through frequency conversion, into the corresponding intermediate frequency signal, this will be used mixer. Its principle is to use a multiplication device will be local oscillation signal and modulated signal by frequency selective circuit multiplication, choose the difference frequency term (MF ), in a superheterodyne receiver, mixer, a wide range of applications, such as: AM radio receiver will be modulated amplitude signal 535K ~ 1605KHZ to become 465KHZ intermediate frequency signal; and mobile communication a mixer, a two mixer etc.. Therefore, the mixer circuit is the application of electronic technology and radio professional must grasp the key circuit.Key words mixer；intermediate frequency signal；frequency selective circuit目录1 三极管混频器的设计内容及要求 (1)1.1设计内容 ................................... 错误！未定义书签。
高频电子第二次实验报告三极管混频电路
实验报告课程: 高频电子技术实验: 三极管混频电路班级: 电信142班组员:辛杰李聪黄盟宋明春罗流菊日期: 二零一五年十月三十日一、实验目的①通过实验熟悉三极管混频电路的工作原理。
②掌握三极管混频电路的混频增益的测试方法。
二、实验原理混频, 又称为变频, 是一种信号频率变换过程, 指将信号的某一个频率或频段变换成我们需要的另一种频率或频段。
能完成这种频率变换过程的电路就叫做变频器, 也称混频器。
三极管混频电路是超外差接收机中广泛应用的电路。
它的主要特点通过混频（变频）实现高频信号的频率变换。
从而将一个较大的频率空间内的接收频率转变成为一个固定的较低的频率。
因而，主放大电路可以按照这个频率进行设计，从而保证整机的增益、通带等性能指标。
实验电路如图1-1所示。
接收到的高频信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的基极。
本机振荡信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的发射极。
由于三极管的非线性作用，将产生一个差频信号（中频）由集电极输出并由LC谐振回路选出。
送到中频放大电路。
图1—1 三极管混频电路三、实验电路图1-1所示电路为实验电路，它是本振信号从发射极注入式的晶体管混频电路。
具有较高的混频增益。
本实验电路要求完成的技术指标：输出中频f I=465KHz，通频带2△f0.7=6KHz，增益A>20dB，R L=1 kΩ。
电路主要元件参数：晶体管CS9018，β=60，查手册知在f0=300MHz，I C=2mA，Vcc=9V 条件下测得y参数为g ie=2mS，Cie=12PF，goe=250μs，Coe=4pF，yfc=40mS，yre=350μS。
如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作为参考。
要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。
中频变压器参数：L=4μH，Q0=100，P1=0.6，P2=0.3。
回路电容C1=10PF，C2=(5～20)PF，在调谐过程中使用微调电容C2，调整中心频率。
实验三_混频器
实验三、混频器151180013陈建一、实验目的1.了解三极管混频器和集成混频器的基本工作原理，掌握用 MC1496 来实现混频的方法。
2.了解混频器的寄生干扰。
3.探究混频器输入输出的线性关系。
二、实验原理1.在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号，完成这种频率变换的电路称混频器。
在超外差接收机中的混频器的作用是使波段工作的高频信号，通过与本机振荡信号相混，得到一个固定不变的中频信号。
采用混频器后，接收机的性能将得到提高，这是由于：（1）混频器将高频信号频率变换成中频，在中频上放大信号，放大器的增益可以做得很高而不自激，电路工作稳；经中频放大后，输入到检波器的信号可以达到伏特数量级，有助于提高接收机的灵敏度。
（2）由于混频后所得的中频频率是固定的，这样可以使电路结构简化。
（3）要求接收机在频率很宽的范围内选择性好，有一定困难，而对于某一固定频率选择性可以做得很好。
混频器的电路模型下图所示。
一个等幅的高频信号，并与输入经混频后所产生的差频信号经带通滤波器滤出，这个差频通常叫做中频。
输出的中频信号与输入信号载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率变换成中频频率。
目前高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。
2.当采用三极管作为非线性元件时就构成了三极管混频器，它是最简单的混频器之一，应用又广，我们以它为例来分析混频器的基本工作原理。
从上图可知，输入的高频信号，通过C1 加到三极管b极，而本振信号经Cc 耦合，加在三极管的e极，这样加在三极管输入端（be之间）信号为。
即两信号在三极管输入端互相叠加。
由于三极管的特性（即转移特性）存在非线性，使两信号相互作用，产生很多新的频率成分，其中就包括有用的中频成分fL-fS和fL+fS，输出中频回路（带通滤波器）将其选出，从而实现混频。
三极管混频电路
三极管混频电路混频电路图1 混频器原理框图电路及工作原理1.、T为混频管，B-E结非线性；(υs+υL)→B-E 结非线性，→分量，线性传送到C-E结→经LC中频带通滤波（中心频率为ωI）→实现混频。
2、电路分析图中,输入信号υs=V sm cosωc t,输出中频回路LC调谐在ωI=ωL-ωs 上,如将(V BBO+υL)作为三极管的等效基极偏置电压,用V BB(t)表示,称时变基极偏压,其中υL=V Lm cosωL t为本振电压。
若υs很小时,V Lm>>V sm即可视混频管参数是受V BB(t)控制的时变网络,对υS而言，该电路分析方法可近似采用时变参数时小信号谐振放大器的分析方法称之为等效线性时变系统分析方法。
3、混频电路的组成模型及频谱分析图a 是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。
分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。
当为接收机混频电路时，其中U s (t)是已调高频信号。
U l (t)是等幅的余弦型信号，而输出则是U i (t)为中频信号。
混频电路的基本原理：^ 图2中，U s (t)为输入信号，U c (t)为本振信号。
U i (t)输出信号。
分析：当st sm s cos U (t)U ψ= 则(t)(t)U U (t)U c s p = = ct cm st sm cos U cos U ψψ = ct st cos cos Am ψψ 其中：cm sm U U Am =对上式进行三角函数的变换则有()t c st 1p cos cos Am t U ψψ=：)t]-(c s)t c [cos(Am 21s c ψψψψos ++ 从上式可推出，U p (t)含有两个频率分量和为(ψc +ψS )，差为(ψC -ψS )。
若选频网络是理想上边带滤波器则输出为]t Amcos[21(t)U s c i ψψ+=． 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ=．工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc >>ψS ．往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ=为接收机的中频信号。
第六章混频器
3. 噪声 讨论混频器噪声的意义
接收机前端，对系统噪声影响大 对射频而言是线性，可用线性网络 噪声计算公式 混频器 F3、G3
低噪放 F1、G1
带通滤波器 F2、G2
F F 1
F2 1 F3 1 G1 G1G2
混频器的噪声来源
电路器件噪声
两个输入噪声
射频输入 本振输入
频谱搬移
混频器的输出噪声——位于中频段
2. 变频增益/损耗 输出中频 变频增益 = 输入射频
电压增益
VIF AV Vin
功率增益
PIF GP Pin
射频口阻抗 中频口阻抗
2 PIF VIF / RL 2 RS 两者关系？ G 2 AV P Pin VRF / RS RL
有源混频器——增益大于1
按增益划分混频器
无源混频器——增益小于1
3. 二极管平衡混频器
K 2 2 VRF cos 2RF t 2VRFVLO sin IF t VLO cos 2LOt i1 (t ) i2 (t ) 2
二极管电流的直流分量已经在合成时消去，可得到所需的IF输出
iIF (t ) KVRFVLO sin IF t
(rfm1 sf m1 ) f RF
互调干扰 次方项 产生
f IF
(rf m1 sf m1 ) f LO f IF
由非线性器件的 称
n r s 1
三阶互调 —— 或
rs3
n4
2 f m2 f m1 f RF
满足
2 f m1 f m2 f RF
5. 线性范围
3. 二极管平衡混频器
在RF频率每个端口的电压反射系数为 二极管处反射的RF电压向量为
晶体三极管混频器.ppt
同样可定义变频功率增益为输出中频信号功率PI
与输入高频信号功率Ps之比,即
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
K pc
P1 Ps
通常用分贝数表示变频增益,有
Kvc
20lg U1 Us
(dB)
K pc
10lg U1 Us
(dB)
2)
混频器的噪声系数NF定义为
NF
输入信噪比(信号频率) 输出信噪比(中频频率)
Ic0(t) (gm0 gm1 cosLt gm2 cos 2Lt )us (10―93)
经集电极谐振回路滤波后,得到中频电流iI
i1
1 2
gm1U s
cos(L
c )t
1 2
gm1U s
cos1t
gCUs cos1t I1 cos1t
(10―94)
图10.―100 (a)中波AM收音机的变频电路 (b)FM收音机变频电路 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
图10.―100 (a)中波AM收音机的变频电路 (b)FM收音机变频电路 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
图10.―102为二极管环形混频器,其输出电流io为
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
4)变频压缩(抑制) 在混频器中,输出与输入信号幅度应成线性关系。 实际上,由于非线性器件的限制,当输入信号增加到一定 程度时,中频输出信号的幅度与输入不再成线性关系,如 图10.―55所示。
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
中 频输 出 电 平/d B
三极管混频器
晶体三枀管混频器的等效原理图
• 如下
us
C
L
uI
uL
Cb Cc Vcc
Vbb
•
该电路由LC正弦波振荡器﹑高频信号源 ﹑三枀管混频器以及选频放大电路组成。 LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波不高 频信号源所产生的16.455MHz正弦波通过 三枀管迚行混频后产生双边带调幅信号， 然后通过选频放大器选出有用的频率分量， 即频率6.455MHz的信号，对其迚行放大输 出，最终输出6.455MHz的正弦波信号。
三极管混频器
组员：
混频器的应用
• 混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中， 输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程 中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。 特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收 机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电 视接收机将已调48．5M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象 信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发 射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡 器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频 率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路，又如 电视差转机收发频道的转换，卫星通讯中上行、下行频率的变换等， 都必须采用混频器。由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专 业必须掌握的关键电路。
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1 三极管混频器任务、功能要求说明及总体方案1.1课题任务设计一个三极管混频器。
要求中心频率为10MHz, 本振频率为16.455MHz 。
1.2 课题总体方案介绍及工作原理1.2.1 总体方案图1.1 结构和原理（1）输出中频调幅波与输入高频调幅波规律完全相同，即载波振幅的包络形状完全相同。
唯一的差别是载波频率不同。
（2）从频谱上看，输出中频信号与输入高频信号的频谱结构相同，只不过在频谱上搬移了一个位置。
（3） （称为下混频） 低中频（称为上混频） 高中频一般，用于振幅调制与解调的电路均可用于混频，需要改变的只是输入、输出回路和输出滤波器的参数。
若非线性器件本身仅实现混频，本振信号由单独的本地振荡器提供，称为混频器； 若非线性器件既产生本振信号又实现混频，则称为变频器。
SI L S I LS I S I L S I f f f f f f f f f f f f f >+=-=<-=1.2.2 工作原理混频电路的基本原理：图1.2图2中，U s (t)为输入信号，U c (t)为本振信号。
U i (t)输出信号。
分析： 当st sm s cos U (t)U ψ= （1.1） 则：(t)(t)U U (t)U c s p = （1.2）= ct cm st sm cos U cos U ψψ = ct st cos cos Am ψψ其中： cm sm U U Am = （1.3） 对上式进行三角函数的变换则有：()t c st 1p cos cos Am t U ψψ=：)t]-(c s)t c [cos( Am 21s c ψψψψos ++从上式可推出，U p (t)含有两个频率分量和为(ψc +ψS )，差为(ψC -ψS )。
若选频网络是理想上边带滤波器则输出为]t Amcos[21(t)U s c i ψψ+= （1.4）若选频网络是理想下边带滤波器则输出：]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ= （1.5）工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc >>ψS ．往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ=。
高频电路中的混频器利用电路中的非线性，可以对两个输入信号进行频率加或减，产生和频信号或差频信号。
本实验采用晶体三极管作混频电路,产生茶品信号，将高频信号转化成低频信号。
晶体管混频电路原理图如下图2-2所示。
其中，晶体管起信号的混频作用，两个输入信号分别为和；电容C in1、C in2、C out 为信号输入和输出的耦合电容，起到隔直流的作用，使前后级的直流电位不相互影响，保证各级工作的稳定性；电容C e 对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻R e 对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益；电阻元件R b1、R b2、R e 决定晶体管的工作点；电路中的电感L 和电容C 组成的谐振电路起选频作用，在产生的组合频率中选择所需要的中频输出信号。
2 三极管混频器的仿真分析2.1 参数选择晶体三极管混频电路实验电路如图2.1所示。
本电路使用的是共发电路，本振电压UL (FL频率为10.455MHz)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率Fs为10.0MHz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三极管的集电极输出。
输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频为Fi=FL-Fs=10.455MHz-10.0MHz=455kHz。
且电路中,即本振电压为大信号，输入信号电压为小信号。
图1.2 仿真电路图要产生455kHz的中频信号，那么两输入信号的频率差就应为455kHz，鉴于实验室比较容易获得10.455MHz的高频信号，那我们不妨就取本振信号为10.455MHz，于是输入信号的频率就应为10.455MHz-455kHz=10.0MHz。
另外为了满足本振信号是大信号，输入信号是小信号的约束条件，我们不妨就取输入信号Ui=100mV;Us=500mV下面来计算谐振回路的LC,谐振回路所起的主要作用就是选频，即选出频率是455kHz的中频信号，即,从而我们不妨取L1=10uH，C1=12nF,把这些参数值代入仿真电路即可1121C L f ⨯=πKHz 4551012101014.321126≈⨯⨯⨯⨯≈-- （2.1）电容C5是隔直电容，滑动变阻器R2和电阻R3,R4是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R5是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie 。
晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证混频器电路正常工作，有一定的电压增益。
通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie 可以提高晶体管的交流放大倍数β，增大混频器电路的变频增益。
但Ie 过大，混频电路的噪声系数会急剧增加。
对于混频器电路，一般控制Ie 在0.2-1mA 之间。
电阻R4是混频器的负载电阻。
电容C3，C4是混频器直流电源的去耦电容。
2.2 仿真结果输入信号的频率为10.0MHz ，本振信号的频率为10.455MHz ，两者的频率差为455kHz ，仿真观察输出信号的波形及频率（波形记录如下）。
图2.2 仿真波形频率计显示的输出信号的频率：图2.3 输出频率将Timebase调小，将图形放大了测量其幅值，变频增益了图2.42.3 仿真调试在仿真过程中增加射极电流Ie的值，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
（噪声，失真度）表 2.1射极电流Ie（mA）0.606 0.798 1.1745 2.238变频增益（倍） 6.89 8.137 10.67 14.72 规律总结：随着射极电流的增大，电路的变频增益也逐渐增大。
但是随着射极电流的增大，混频电路的噪声系数会急剧增加，受噪声影响输出波形有很多毛刺（如下图）。
图2.3 失真在仿真过程中增加本振信号的幅度，保持输入信号幅度100mV不变观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
（噪声，失真度）表2.2本振信号幅度U（mV）300 500 700 1000变频增益(倍) 6．06 6.89 7.09 7.44 规律总结：变频增益随着本振信号电压幅度的变大而增加。
在仿真过程中保持本振信号的幅度500mV不变，增加输入信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
（噪声，失真度）表2.3输入信号幅度（mV）20 50 100 200变频增益（倍）10.69 8.11 6.89 4.22 规律总结：变频增益随着输入信号幅度的增加而减小。
3 误差分析、结论3.1 误差分析输入信号幅度不变时，逐渐增加本振信号的幅度，刚开始由于本振信号的幅度较小，晶体管的变频跨导较小，此时随着本振信号幅度的增加，晶体管的变频跨导也逐渐增加，混频器的变频增益逐渐增加。
当本振信号幅度达到一定大小时，再增加本振信号的幅度，晶体管工作点的变化更加剧烈，晶体管的变频跨导就会逐渐下降，混频器的变频增益也逐渐下降，并且混频器的噪声系数会大大增加。
3.1.1 静态工作点对混频器增益和输出波形的影响。
逐步增加射极电流Ie的值，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
（易知由于射极电阻大小不变，所以只要改变射极电压的大小就可以改变Ie，显然改变Ve实质上也就变成改变的大小了，即旋转R1即可）表3.1Ve(V) 3.28 4.24 5.06 5.89输出信号电压（mV）198 207 233 254 规律总结：与仿真结果一致，随着射极电流的增大，电路的变频增益也逐渐增大。
原因解释：有这样的实验公式，三极管混频器的变频跨导。
运用数学的手段分析该式，我们可以得到在一定的范围内是随着的增大而增大的，而由前面的推导可知越大越大，所以随着的增大而增大。
当然由于我们用的实验箱限制，所有器件参数都固定好了，达不到大的电流，所以观察不到仿真过程中出现的“随着射极电流的增大，混频电路的噪声系数会急剧增加，受噪声影响输出波形有很多毛刺”的现象。
3.1.2 本振信号幅度对混频器增益和输出波形的影响。
逐步增加本振信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
下面是实验记录结果：（输入信号的幅值一直保持111mV）表3.2本振信号幅度（mV）500 600 700 800 900 1000 输出信号幅度(mV) 207 237 251 265 271 275混频增益（倍） 1.86 2.13 2.26 2.39 2.44 2.48 规律总结：与仿真结果类似，随着本振信号幅度增加，电路的变频增益在逐渐大。
原因解释：图 3.1该图很形象地告诉知道，输入本振电压的幅度越大，那么也就越大，根据关系式，可知会随着本振信号幅度的增大而增大，从而也就解释了如上的规律。
3.1.3 输入信号幅度对混频器增益和输出波形的影响。
逐步增加输入信号的幅度，而保持本振信号不变，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。
表3.3输入信号幅度（mV）111 166 220 272 330输出信号幅度（mV）207 224 234 242 248变频增益（倍） 1.86 1.35 1.06 0.89 0.75 规律总结：变频增益随着输入信号幅度的增加而减小，甚至减小到无增益反而是衰减的情况。
原因解释：有这样的公式，当输入信号的幅度逐渐增大时，由于其在分母上，而分子基本不变，所以在逐渐变小，即随着输入信号幅度的增加，混频器的变频增益也会逐渐下降。
3.2 结论3.2.1 设计体会本次课程设计的题目是三极管混频器的设计，通过查找资料，结合书本中所学的知识，完成了课程设计的内容。
把书中所学的理论知识和具体的实践相结合，有利于我们对课本中所学知识的理解，并加强了我们的动手能力。
在这次的课程设计过程中，我懂得了很多，课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力！通过本次课程设计使我对通信电子线路又有了进一步的了解，增加了对所学知识的应用。
本次课程设计教会我查阅书籍的重要性，通过翻阅书籍我找到了与我课设题目有关的内容，顺利进行了课程设计，我希望通过更多这样有价值的课设来充实自己。
虽然课设中有很多困难，但经过指导老师的帮助和我的努力都一一克服了，增强了自信心。
3.2.2 设计重点、难点及精妙之处本次课程设计的重点难点在与晶体管电路的选择，四种晶体管混频电路的优缺点比较如下：晶体管混频器的电路有多种形式，一般按照晶体管组态和本地振荡电压注入点的不同有下图所示的四种基本电路:(a) (b)(c) (d)(c) (d)其中（a）和（b）为共发混频电路，图（a）信号电压由基极输入，本振电压也由基极注入。
图（b）信号电压由基极输入，本振电压由发射极注入。