混频电路(课堂PPT)
合集下载
三极管混频电路.ppt
步骤四、在仿真过程中保持本振信号的幅度 5V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）
输入信号幅度（V） 1
2
3
4
变频增益(倍) 3.8 2.2 1.5 1.3
规律总结：变频增益随着输入信号幅度的增加而减小。
Vs=1v Vs=3v
Vs=2v Vs=4v
12级通信工程一班二组
一个瓷片电 容和一个电 解电容并联， 则起滤波作 用。瓷片电 容滤除高频， 电解电容器 滤除低频， 使输出的直 流信号纹波 和干扰更小， 有利于降低 电路噪声。
电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。
步骤一、输入信号的频率为10MHz，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）
VCC C
Cout Cin2
Re Ce
电路中的电感
L和电容C组成
的谐振电路起 Vout 选频作用，在
产生的组合频 vin2 率中选择所需
要的中频输出 信号。
去耦电容Ce对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻 Re对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益。
下图为仿真时的电路图：
滑动变阻器R4和电阻R2,R3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
将时间轴调小，将图形放大了测量其幅值
该变频增益为 Vi/Vs=2.164V/0.998V=2.2
步骤二、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）
射极电流（mA） 0.714 0.798 1.17 2.3
变频增益(倍) 2.2 8.137 10.7 14.7
第六章----混频器PPT课件
2. 现象：
听到的声音：哨叫——干扰哨声
干扰的原因：组合频率干扰
qfs pfL = fI
pfL qfs = fI
pfL + qfs ：恒大于fL
pfL qfs ：无意义 -
25
3. 抑制方法：
组合频率分量电流振幅随 (p + q) 的增加而迅速减小，因 而，只有对应于 p 和 q 为较小值的输入有用信号才会产生明 显的干扰哨声，将产生最强干扰哨声的信号频率移到接收频 段之外，就可大大减小干扰哨声的有害影响。
变频器：
混频器：
优点：电路简单，节省元 件。
缺点：本振信号频率易受 输入信号频率的牵引，电 路工作状态无法使振荡和 混频都处于最佳情况，一 般工作频率不高。
-
优点：由于本振和混频由 不同器件完成，从而便于 同时使振荡和混频都处于 最佳状态，且本振信号频 率不易受牵引。
缺点：元件多，电路较复 杂。
5
为什么要变频？
此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减 器、调制器等。
8
5
9
6
3
1
4
2
(a)
(b)
封装环形混频器- 的外形与电路
21
6.5 混频干扰
混频必须采用非线性器件，在产生所需频率 之外，还有大量的不需要的组合频率分量，一 旦这些组合频率分量的频率接近于中频有用信 号，就会通过中频放大器，经解调后，在输出 级产生串音、哨叫和各种干扰。
优点： 1、动态范围较大
2、组合频率干扰少
3、噪声较小
4、不存在本地辐射
5、电路结构简单
缺点： 无变频增益 -
16
6.4 二极管混频器
一、二极管平衡混频器
听到的声音：哨叫——干扰哨声
干扰的原因：组合频率干扰
qfs pfL = fI
pfL qfs = fI
pfL + qfs ：恒大于fL
pfL qfs ：无意义 -
25
3. 抑制方法：
组合频率分量电流振幅随 (p + q) 的增加而迅速减小，因 而，只有对应于 p 和 q 为较小值的输入有用信号才会产生明 显的干扰哨声，将产生最强干扰哨声的信号频率移到接收频 段之外，就可大大减小干扰哨声的有害影响。
变频器：
混频器：
优点：电路简单，节省元 件。
缺点：本振信号频率易受 输入信号频率的牵引，电 路工作状态无法使振荡和 混频都处于最佳情况，一 般工作频率不高。
-
优点：由于本振和混频由 不同器件完成，从而便于 同时使振荡和混频都处于 最佳状态，且本振信号频 率不易受牵引。
缺点：元件多，电路较复 杂。
5
为什么要变频？
此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减 器、调制器等。
8
5
9
6
3
1
4
2
(a)
(b)
封装环形混频器- 的外形与电路
21
6.5 混频干扰
混频必须采用非线性器件，在产生所需频率 之外，还有大量的不需要的组合频率分量，一 旦这些组合频率分量的频率接近于中频有用信 号，就会通过中频放大器，经解调后，在输出 级产生串音、哨叫和各种干扰。
优点： 1、动态范围较大
2、组合频率干扰少
3、噪声较小
4、不存在本地辐射
5、电路结构简单
缺点： 无变频增益 -
16
6.4 二极管混频器
一、二极管平衡混频器
混频器原理及电路PPT课件
显然当变频比一定时，并能找到对应的整数p, q时，就会形成自身组 合干扰。 例：调幅广播接收机的中频 fI 465Kz ，某电台发射频率 fc 931Kz
当接收该电台广播时，接收机的本振频率 fL fI fc 1396Kz
由于变频比
fc
fI
931 465
2
可推算出：当 p 1 ，q 2
可gc 构 利U成ICCI用晶第体输 输4管入 出章混高 中所频频 频述器电 电的。压 流时振 振变幅 幅跨导12电g1 路， 由中u如I于频果时输12Ug变出L1R偏电LU置U压cc(电u则t)I为压c集os电：UB极I(tt)电UE流IB(为t )ucLo(ts)It
+ u-c + uL -
VT
fI+F fI fI+F
f
高频调制波 uc ( fc ) 本地振荡信号 uL( fL )
fc
fL f
一个中频输出信号：uI ( fI )
两个输入信号与输出信号之间的关系：输入信号us 与输出信号uI
的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心
频率：其中 fI fL fc
fI
f
L
fL
cos
t
cos I t
ICI cos t cos I t
第6页/共18页
双极型晶体三极管混频器基本电路的交流通道 : 共射极混频电路 ：本振信号由基极串联方式注入 本振信号由射极注入
共基极混频电路：
VT +-uc +-uL
(a) VT
+-uc +-uL
(c)
CL C
L
VT
+-uc u+-L (b) VT
当接收该电台广播时，接收机的本振频率 fL fI fc 1396Kz
由于变频比
fc
fI
931 465
2
可推算出：当 p 1 ，q 2
可gc 构 利U成ICCI用晶第体输 输4管入 出章混高 中所频频 频述器电 电的。压 流时振 振变幅 幅跨导12电g1 路， 由中u如I于频果时输12Ug变出L1R偏电LU置U压cc(电u则t)I为压c集os电：UB极I(tt)电UE流IB(为t )ucLo(ts)It
+ u-c + uL -
VT
fI+F fI fI+F
f
高频调制波 uc ( fc ) 本地振荡信号 uL( fL )
fc
fL f
一个中频输出信号：uI ( fI )
两个输入信号与输出信号之间的关系：输入信号us 与输出信号uI
的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心
频率：其中 fI fL fc
fI
f
L
fL
cos
t
cos I t
ICI cos t cos I t
第6页/共18页
双极型晶体三极管混频器基本电路的交流通道 : 共射极混频电路 ：本振信号由基极串联方式注入 本振信号由射极注入
共基极混频电路：
VT +-uc +-uL
(a) VT
+-uc +-uL
(c)
CL C
L
VT
+-uc u+-L (b) VT
《无源混频器电路》课件
晶体管混频器
- 工作原理：晶体管的放大特性和非线性特性用于混频。 - 激励信号源：使用激励信号源实现混频器的工作。
无源混频器电路应用
- 无源混频器电路的应用：用于将不同频率的信号混合。 - 电子通信设备中的应用：无源混频器在收发信机、无线电和雷达系统中广泛 应频率的信号进行混合。 - 无源混频器电路的特点：由被动元件组成，无放大元件。 - 适用范围与未来发展趋势：在电子通信领域具有广阔的应用前景。
《无源混频器电路》PPT 课件
探索无源混频器电路的原理、分类和应用。了解信号混频原理、器件工作原 理和电子通信设备中的应用。
什么是无源混频器电路
无源混频器电路是将不同频率的信号进行混合的电路。它由多个被动元件组成，没有放大元件。
定义
无源混频器电路将不同频率的信号进行混合，无放大元件。
结构
它由多个被动元件组成，如电容器、电感器和变压器。
无源混频器电路原理
- 信号混频原理：不同频率信号相加形成混频信号。 - 信号混频特征：混频信号包含原始信号频率的组合。
无源混频器电路分类
- 无源混频器的分类：管子混频器、二极管混频器、晶体管混频器。 - 管子混频器：系统分类和原理图。
二极管混频器
- 器件工作原理：利用二极管的非线性特性实现混频。 - 调制分析与实验结果：探索二极管混频器的调制原理和实验结果。
模拟电子技术基础 5.5混频电路PPT课件
例：
两个（或多个）干扰信号，同时加到混频器输入端，由于混频器的非线性作用，干扰信号与本振信号相互混频，产生的组合频率分量若接近于中频，它就能须利地通过中频放大器，经检波器检波后产生干扰。把这种与两个（或多个）干扰信号有关的干扰，称为互调干扰。
抑制互调干扰措施同交调干扰。
作业：P219 5.29
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
例如对中波广播：
则在接收机输出端产生1kHz的哨叫声
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
由于 UIm>> UNm
j » 0
当 Urm>> Usm时
j » 0
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
当转动接收机调谐旋钮时，哨声音调也跟随变化， 这是哨声干扰区分其他干扰的标志。
理论上，产生干扰的哨声的信号频率有无限个，但 实际上只有p、q较小时，才会产生明显的干扰哨声；又 接收机的接收频段是有限的，所以产生干扰哨声的组合 频率并不多。对于具有理想相乘特性的混频器，则不可 能产生哨叫干扰，所以，实用上应尽量采用理想相乘器。
输入信号本身引起
二、干扰信号与本振信号产生的组合频率干扰
将把有用信号与本振信号变换为中频的通道，称为主通道， 而把同时存在的其余变换通道称为寄生通道。
外来干扰与本振电压产生的组合频率干扰称为寄生通道干扰。
只有对应于P、q值较小的干扰信号，才会形成较强的寄生通道干扰，其中最强寄生通道干扰为中频干扰和镜像干扰。
交调干扰与干扰台频率无关，任何频率较强的干扰信号加到混频器输入端，都可能形成交调干扰。
抑制交调干扰措施：
提高混频前端电路的选择性，尽量减小干扰的幅度，是抑制交叉调制干扰的有效措施。 选用合适的器件和合适的工作状态，使混频器的非线性高次方项尽可能减小。 采用抗干扰能力较强的平衡混频器和模拟相乘器混频电路。
两个（或多个）干扰信号，同时加到混频器输入端，由于混频器的非线性作用，干扰信号与本振信号相互混频，产生的组合频率分量若接近于中频，它就能须利地通过中频放大器，经检波器检波后产生干扰。把这种与两个（或多个）干扰信号有关的干扰，称为互调干扰。
抑制互调干扰措施同交调干扰。
作业：P219 5.29
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
例如对中波广播：
则在接收机输出端产生1kHz的哨叫声
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
由于 UIm>> UNm
j » 0
当 Urm>> Usm时
j » 0
一、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰
P、q 为任意正整数
当转动接收机调谐旋钮时，哨声音调也跟随变化， 这是哨声干扰区分其他干扰的标志。
理论上，产生干扰的哨声的信号频率有无限个，但 实际上只有p、q较小时，才会产生明显的干扰哨声；又 接收机的接收频段是有限的，所以产生干扰哨声的组合 频率并不多。对于具有理想相乘特性的混频器，则不可 能产生哨叫干扰，所以，实用上应尽量采用理想相乘器。
输入信号本身引起
二、干扰信号与本振信号产生的组合频率干扰
将把有用信号与本振信号变换为中频的通道，称为主通道， 而把同时存在的其余变换通道称为寄生通道。
外来干扰与本振电压产生的组合频率干扰称为寄生通道干扰。
只有对应于P、q值较小的干扰信号，才会形成较强的寄生通道干扰，其中最强寄生通道干扰为中频干扰和镜像干扰。
交调干扰与干扰台频率无关，任何频率较强的干扰信号加到混频器输入端，都可能形成交调干扰。
抑制交调干扰措施：
提高混频前端电路的选择性，尽量减小干扰的幅度，是抑制交叉调制干扰的有效措施。 选用合适的器件和合适的工作状态，使混频器的非线性高次方项尽可能减小。 采用抗干扰能力较强的平衡混频器和模拟相乘器混频电路。
高中物理选修3-1 混联电路 课件(共27张PPT)
A
R1
R2
A
R3
R2
B
C
C
R4
A
A
R1 R3
C
R4
B
RAB=R1//R2//R3+R4=1+5=6Ω
课堂练习 一 如图所示电路中，求等效电阻Rab 2Ω
a
b
3Ω
2Ω
2Ω 2Ω 2Ω 2Ω
a
R ab
2Ω
2Ω
3Ω
b
(2 2 2) 3 (2 2 2) // 3 2 2 4 (2 2 2) 3
混联电路
混联的定义:在电路中，既有电阻串联又有 电阻并联方式的电路，叫做电阻混联电路。
串、并联电路
R1 I + U R2 I + U R
等效电阻R R1 R2
R1
R2 I +等效电阻R R R1 R2 R1 R2
+
-
串、并联电路
R1 I + U R2 I + U R
混联电路
• 混联电路的两种基本形式 ★复杂混联电路的分析及计算 分析顺序：由局部到整体 分析方法：观察法，等电势点法
混联电路的基本形式及等效电阻的表示方法
R1 R2
R1
R23
R3
a
(一)
b
R123
a
图（一） 等效电阻表示为Rab=R1+R2//R3
Rab R1
b
R2 R3 R2 R3
I2
R2
I1
R3 解： R23= 6 ῼ
B
R总=R123=R1+R23=6ῼ
I
I1
混频电路原理与分析PPT课件
(3) 混频跨导 gc
在混频中，由于输入是高频信 号，而输出是中频信号，二者频 率相差较远，所以输出中频信号 通常不会在输入端造成反馈，电 容Cbc的作用可忽略。另外，gce一 般远小于负载电导GL，其作用也 可以忽略。由此可得到晶体管混 频器的转移等效电路如图所示
bb
b
C
+
+
vs
vbe gbe
Cbe
所用非线性器件的不同，叠加型混频器有下列几种：
1. 晶体三极管混频器 它有一定的混频增益
2. 场效应管混频器 它交调、互调干扰少
3. 二极管平衡混频器和环形混频器 它们具有动态范围大 组合频率干扰少的优点
2)乘积型混频器
乘积型混频器由模拟乘法器 和带通滤波器组成 其实现模型如图所示 设输入信号为普通调幅波
函数表达式用幂级数函数近似，使问题简化。用这种方法 来分析非线性电路可突出说明频率变换作用，不便于作定 量分析。
i = a0+a1v+a2v2+a3v3+……
2.变跨导分析法 在混频时，混频管可看着一个参数(跨导)在改变的线
性元件，即变跨导线件元件。
时变电导
变跨导分析法
v0 vs
由于信号电压Vsm很小，无论 它工作在特性曲线的哪个区域，都 可以认为特性曲线是线性的(如图上 ab、ab和ab三段的斜率是不同 的)。因此，在晶体管混频器的分析 中，我们将晶体管视为一个跨导随 本振信号变化的线性参变元件。
按器件分： 二极管混频器、 三极管混频器、 三极管变频器、 模拟乘法器混频器、 场效应管混频器、 场效应管变频器
按工作特点分： 单管混频、 平衡混频、 环型混频
从两个输入信号在时域上的处理过程看： 叠加型混频器、 乘积型混频器
高频第7章混频电路ppt课件
当射频信号经过线性参变元件时，产生各种组合频 率分量，经LC选频网络选出中频，实现变频。
双极型晶体三极管混频器根本电路的交流通道 :
共射极混频电路 ：本振信号由基极串联方式注入； 本振信号由射极注入.
VT
+- uc +- uL
(a)
CL
共基极混频电路：
VT
+-uc uL+(b)
C L
VT +- uc +- uL
3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
uΩ
乘法器
uDSB 带通滤波器
uc
〔2〕检波
uDSB
乘法器 uc
〔3〕混频 uDSB
= uc
乘法器
2Ωma x
ωo
低通滤波器
uΩ
Ωmax
带通滤波器
uI
uL ωc
2 Ωmax
ωI=ωL-
ωL
ωC
ωI=ωL-ωc
混频器主要性能目的
1.混频增益
vR F
非线性 器件
带通滤 波器
vIF
vL
本机O振 荡器
混频器的普通构造框图
2 混频器任务原理 混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。
uc (t)
uc
t
混频器 uI uL
uc的频谱
uL (t)
t
Fc-F fc fc+F
f uL的频谱
uI (t) t
uI的频谱
fI-F fI fI+F
f
有两个输入信号：
第六章小结
• 调角信号的根本概念，包括定义、表达式、频谱 构造、有效带宽及功率等参数。
双极型晶体三极管混频器根本电路的交流通道 :
共射极混频电路 ：本振信号由基极串联方式注入； 本振信号由射极注入.
VT
+- uc +- uL
(a)
CL
共基极混频电路：
VT
+-uc uL+(b)
C L
VT +- uc +- uL
3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
uΩ
乘法器
uDSB 带通滤波器
uc
〔2〕检波
uDSB
乘法器 uc
〔3〕混频 uDSB
= uc
乘法器
2Ωma x
ωo
低通滤波器
uΩ
Ωmax
带通滤波器
uI
uL ωc
2 Ωmax
ωI=ωL-
ωL
ωC
ωI=ωL-ωc
混频器主要性能目的
1.混频增益
vR F
非线性 器件
带通滤 波器
vIF
vL
本机O振 荡器
混频器的普通构造框图
2 混频器任务原理 混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。
uc (t)
uc
t
混频器 uI uL
uc的频谱
uL (t)
t
Fc-F fc fc+F
f uL的频谱
uI (t) t
uI的频谱
fI-F fI fI+F
f
有两个输入信号：
第六章小结
• 调角信号的根本概念，包括定义、表达式、频谱 构造、有效带宽及功率等参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、非线性元件不满足叠加原理。
i
IQ
Q Di Dv
0
v
VQ
6
3.混频器的功能
混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络。
ucs (t)
us (fs)
混频器 uI (fI) uI (t)
t
us的频谱
fs-F fs fs+F
f
有两个输入信号：
uL (fL)
uL (t)
uL的频谱
t
t
uI的频谱
ost
c
os(L
s )t
uL
1 2
UsUL
c
ost
cosI
t
uI
UI costcosIt
ω s
ωL- ωs
ω L ωL+ ωs
5. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
uΩ
乘法器
uDSB 带通滤波器
uo
2Ωmax
（2）检波
ωo
uDSB
乘法器
低通滤波器
uΩ
uo
（3）混频 uDSB= us
时域表示法
频域表示法
4
2. 变频器的组成
变频器是由混频器和本地振荡器两部分组成。
①混频器是由输入回路、非线性器件和带通滤波器组成
②非线性器件用于频率变换
晶体三极管 二极管
常用的非线性器件
场效应管 差分对管
模拟乘法器
……
5
非线性器件特点
1、具有多种不同含义的参数，而且这些参数都是随激 励量的大小而变化。如电阻，包括直流电导（静态电导） 和交流电导（增量电导或微分电导）。ຫໍສະໝຸດ 11第2节 二极管混频电路
1. 二极管混频器的优点
平衡型混频器 环形混频器
电路结构简单、噪声低、动态范围大、组合频率分量少。如果采用肖
特基表面势垒二极管，工作频率可高达微波频段，因而应用广泛。
2. 二极管平衡混频器
电路条件
(1) 本振电压uL足够大，
I
晶体二极管工作在受uL控
制的开关状态。
I
(2) 输入回路的次级调谐 于ωs；输出回路的初级调 谐于ωI。相当于两个带通 滤波器。
13
3．当输出回路调谐于 ωI=ωL-ωs时，则输出中频电流为
iI1gdU sm co sIt1 2gdU Im co sIt
是 us和uL正向混频产生的中频电流和中频输出电压反作用产生的中频电流之差。
4．当输入回路调谐于ωs时，流过输入回路的电流是：
i s 1 2 g d U s m c o s s t 1 g d U I m c o s L I t 1 2 g d U s m c o s s t 1 g d U I m c o s s t 14
第7章 混频电路 教学基本要求
1. 掌握混频电路的功能及组成 2. 掌握典型混频器的电路组成、工作原理和 性能特点 3. 掌握混频干扰的来源和抑制方法
1
章节安排
7.1 概述 7.2 二极管混频器 7.3 晶体三极管混频器 7.4 模拟乘法器混频器 7.5 混频器的干扰及失真
2
无线电接收设备组成
天线开关
乘法器
Ωmax
带通滤波器
uI
ωs ωL
uL 2 Ωmax
ωI=ωL-ωs
ωI=ωL-ωs
6. 混频器主要性能指标
(1) 变频增益：变频电压增益: Au 输 输入 出高 中频 频电 电压 压振 振U U幅 幅Is
变频功率增益
:
APc
PI PS
(2) 噪声系数:
Fn
Pc Pni
PI
输 输
入 出
端 端
高 中
频 /噪信 声号 功 频 /噪信 声号 功
率 率
比 比
Pn0
因为混频器常作为超外差接收系统的前级，对接收机整机的噪声系
数影响大。 所以希望混频级的 F n 越小越好。
(3) 失真与干扰 变频器的失真主要有 :
(4) 选择性
频率失真 非线性失真
在混频器中，由于各种原因总会混入很多与中频频率接近的干扰 信号，为了抑制不需要的干扰，要求中频输出回路具有良好的选 择性，矩形系数趋近于1。
fI-F fI fI+F
f
高频调制波 us ( fs )
本地振荡信号 uL( fL)
fs
fL f
一个中频输出信号：uI ( fI )
输入信号与输出信号的关系：
输入信号us与输出信号uI的包络形状相同，频谱结构相同，只是填 充频谱不同，即其中心频率不同：
其中： fI fLfs
fI
fL fs fL fs
平衡混频器原理电路
12
原理分析
1．开关工作状态下，流过二极管D1
、D2的电流 i1
g
d
k
Lt
uL
us
uI 2
;
i2
gd k
L
t
uL
us
uI 2
2．在无带通滤波的条件下，流过输出回路的电流为
i i1 i2 g d k(L t)(u s u I)
设 u s U s m c o sst,u I U Im c o sIt ，则
是由 us在输入回路中产生输入电流和 us与uL经反向混频产生输入电流之差。
等效电路
i
i
s
I
二极管开关混频器等效电路
由is和iI的关系式得出，其中：
g 2 g d/ ,g 1 (1 /2 1 /)g d
☺ 混频器工作于全匹配的条件
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
本地 振荡器
无线通信接收设备的基本组成
**中频：调幅收音机（465kHz）；调频收音机（10.7MHz）
电视图像38MHz，电视伴音31.5MHz
变频器是由混频器和本地振荡器两部分组成。
变频器目的是提高设备性能。
3
第1节 概述
1、变频电路的功能
变频电路的功能是将已调波的载频变换成固定的中 频频率，而保持其调制规律不变。
各混频器特点
二极管混频器
变频增益小于1、噪声系数低、相对三极管混频器 组合频率分量少、电路简单、可工作在微波段。
晶体三极管混频器
有一定的变频增益、三者中组合频率多、电路简单 、要求本振电压幅值较小。
模拟乘法器混频器
有一定的变频增益、组合频率少、对本振电压幅 度要求不严格、频率牵引小、不能在甚高频以上的 频段工作。
输出低中频 输出高中频
4. 混频器的基本工作原理：
混频器是频谱的线性搬移电路，完成频谱线性搬移功能的关键是
获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频
谱线性搬移功能。
输入已调波： u s U sc otc so sts us
非线性 元件
带通滤 波器
本振信号: uLULcoL st
uL
2Ωmax
两信号的乘积项：
ωI= ωL-ωs
uIU sU Lco tsco stsco Lts 1 2U sU Lco tscoL s(s)tcoL s(s)t
us
乘法器
带通滤 uI 波器
如果带通滤波器的中心频率为
uL
ILs ,带宽 B2max
us
则经带通滤波器的输出为：
uI
1 2
UsUL
c
i
IQ
Q Di Dv
0
v
VQ
6
3.混频器的功能
混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络。
ucs (t)
us (fs)
混频器 uI (fI) uI (t)
t
us的频谱
fs-F fs fs+F
f
有两个输入信号：
uL (fL)
uL (t)
uL的频谱
t
t
uI的频谱
ost
c
os(L
s )t
uL
1 2
UsUL
c
ost
cosI
t
uI
UI costcosIt
ω s
ωL- ωs
ω L ωL+ ωs
5. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
uΩ
乘法器
uDSB 带通滤波器
uo
2Ωmax
（2）检波
ωo
uDSB
乘法器
低通滤波器
uΩ
uo
（3）混频 uDSB= us
时域表示法
频域表示法
4
2. 变频器的组成
变频器是由混频器和本地振荡器两部分组成。
①混频器是由输入回路、非线性器件和带通滤波器组成
②非线性器件用于频率变换
晶体三极管 二极管
常用的非线性器件
场效应管 差分对管
模拟乘法器
……
5
非线性器件特点
1、具有多种不同含义的参数，而且这些参数都是随激 励量的大小而变化。如电阻，包括直流电导（静态电导） 和交流电导（增量电导或微分电导）。ຫໍສະໝຸດ 11第2节 二极管混频电路
1. 二极管混频器的优点
平衡型混频器 环形混频器
电路结构简单、噪声低、动态范围大、组合频率分量少。如果采用肖
特基表面势垒二极管，工作频率可高达微波频段，因而应用广泛。
2. 二极管平衡混频器
电路条件
(1) 本振电压uL足够大，
I
晶体二极管工作在受uL控
制的开关状态。
I
(2) 输入回路的次级调谐 于ωs；输出回路的初级调 谐于ωI。相当于两个带通 滤波器。
13
3．当输出回路调谐于 ωI=ωL-ωs时，则输出中频电流为
iI1gdU sm co sIt1 2gdU Im co sIt
是 us和uL正向混频产生的中频电流和中频输出电压反作用产生的中频电流之差。
4．当输入回路调谐于ωs时，流过输入回路的电流是：
i s 1 2 g d U s m c o s s t 1 g d U I m c o s L I t 1 2 g d U s m c o s s t 1 g d U I m c o s s t 14
第7章 混频电路 教学基本要求
1. 掌握混频电路的功能及组成 2. 掌握典型混频器的电路组成、工作原理和 性能特点 3. 掌握混频干扰的来源和抑制方法
1
章节安排
7.1 概述 7.2 二极管混频器 7.3 晶体三极管混频器 7.4 模拟乘法器混频器 7.5 混频器的干扰及失真
2
无线电接收设备组成
天线开关
乘法器
Ωmax
带通滤波器
uI
ωs ωL
uL 2 Ωmax
ωI=ωL-ωs
ωI=ωL-ωs
6. 混频器主要性能指标
(1) 变频增益：变频电压增益: Au 输 输入 出高 中频 频电 电压 压振 振U U幅 幅Is
变频功率增益
:
APc
PI PS
(2) 噪声系数:
Fn
Pc Pni
PI
输 输
入 出
端 端
高 中
频 /噪信 声号 功 频 /噪信 声号 功
率 率
比 比
Pn0
因为混频器常作为超外差接收系统的前级，对接收机整机的噪声系
数影响大。 所以希望混频级的 F n 越小越好。
(3) 失真与干扰 变频器的失真主要有 :
(4) 选择性
频率失真 非线性失真
在混频器中，由于各种原因总会混入很多与中频频率接近的干扰 信号，为了抑制不需要的干扰，要求中频输出回路具有良好的选 择性，矩形系数趋近于1。
fI-F fI fI+F
f
高频调制波 us ( fs )
本地振荡信号 uL( fL)
fs
fL f
一个中频输出信号：uI ( fI )
输入信号与输出信号的关系：
输入信号us与输出信号uI的包络形状相同，频谱结构相同，只是填 充频谱不同，即其中心频率不同：
其中： fI fLfs
fI
fL fs fL fs
平衡混频器原理电路
12
原理分析
1．开关工作状态下，流过二极管D1
、D2的电流 i1
g
d
k
Lt
uL
us
uI 2
;
i2
gd k
L
t
uL
us
uI 2
2．在无带通滤波的条件下，流过输出回路的电流为
i i1 i2 g d k(L t)(u s u I)
设 u s U s m c o sst,u I U Im c o sIt ，则
是由 us在输入回路中产生输入电流和 us与uL经反向混频产生输入电流之差。
等效电路
i
i
s
I
二极管开关混频器等效电路
由is和iI的关系式得出，其中：
g 2 g d/ ,g 1 (1 /2 1 /)g d
☺ 混频器工作于全匹配的条件
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
本地 振荡器
无线通信接收设备的基本组成
**中频：调幅收音机（465kHz）；调频收音机（10.7MHz）
电视图像38MHz，电视伴音31.5MHz
变频器是由混频器和本地振荡器两部分组成。
变频器目的是提高设备性能。
3
第1节 概述
1、变频电路的功能
变频电路的功能是将已调波的载频变换成固定的中 频频率，而保持其调制规律不变。
各混频器特点
二极管混频器
变频增益小于1、噪声系数低、相对三极管混频器 组合频率分量少、电路简单、可工作在微波段。
晶体三极管混频器
有一定的变频增益、三者中组合频率多、电路简单 、要求本振电压幅值较小。
模拟乘法器混频器
有一定的变频增益、组合频率少、对本振电压幅 度要求不严格、频率牵引小、不能在甚高频以上的 频段工作。
输出低中频 输出高中频
4. 混频器的基本工作原理：
混频器是频谱的线性搬移电路，完成频谱线性搬移功能的关键是
获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频
谱线性搬移功能。
输入已调波： u s U sc otc so sts us
非线性 元件
带通滤 波器
本振信号: uLULcoL st
uL
2Ωmax
两信号的乘积项：
ωI= ωL-ωs
uIU sU Lco tsco stsco Lts 1 2U sU Lco tscoL s(s)tcoL s(s)t
us
乘法器
带通滤 uI 波器
如果带通滤波器的中心频率为
uL
ILs ,带宽 B2max
us
则经带通滤波器的输出为：
uI
1 2
UsUL
c