晶体三极管混频器
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
晶体管混频器高频课程设计
通信电子线路课程设计三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：maoxiaoyun指导教师：jiayaqiong 职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0901班完成时间：2011年12月8日摘要人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。
但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。
一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。
作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中，实现信号频谱的搬移。
混频电路又称变频电路,它广泛应用于通信与其它电子设备中,其作用是是将信号频率由一个量值变换为另一个量值。
混频技术的应用十分广泛。
混频器是超外差式收音机中的关键部件。
直放式接收机高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大，灵敏度较低。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
因为放大功能主要在中放，可以用良好的滤波电路。
采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号的频率低，性能指标容易得到满足。
混频器在一些发射设备中也是必不可少的。
在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。
混频是指利用非线性元件，例如二极管，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。
做有关混频电路的课题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。
此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了LC谐振回路以及LC正弦波本地振荡器。
关键词混频；通信；超外差ABSTRACTPeople have been looking for a means of rapid long distance communication. However, until the mid-eighteenth century only the modern sense of the rapid long-distance means of communication, thanks to the invention of radio. More than a century, communication methods and constantly updated content development, modern communication technology in daily life is becoming an increasingly important role. Wireless transmission system as an important and indispensable part of mixing techniques, such as transistor mixer,diode mixers and field FET mixer, etc., are widely used in various communication devices, the movement to achieve the signal spectrum.Mixer circuit is also known as the frequency transformer circuit,it is widely used in communications and other electronic devices, itsrole is to signal frequency is changing from one value to another value. Mixing technology is widely used. Superheterodyne mixer is a key component of the radio. Direct receiver, high-frequency small-signal detection, the working frequency range, the operating frequency ofthe high-frequency effects channel is relatively large, the sensitivity is low. Using superheterodyne technology, the receivedsignal to a fixed intermediate frequency mixer, put a lot of the basic effects of not receiving frequency, so that band signal amplification consistency, high sensitivity can be done, better selectivity . Because the zoom function, mainly in the place, you can use a goodfilter circuit. Mixer in a number of transmission equipment is also essential. In frequency division multiple access signal synthesis, microwave relay, satellite communications system also has its importance.Mixing is the use of non-linear elements such as diodes, the two mixed signals of different frequencies, frequency-selective circuitto get through the third frequency of the signal process.Keywords mixer; communication; superheterodyne目录1 方案分析 (1)1.1 设计课题任务及功能要求说明 (1)1.2 混频电路的基本原理与组成模型 (1)1.3 三极管混频器的方案设计 (3)1.3.1 三极管混频器原理 (3)2Multisim 10软件简介 (4)3设计课题的仿真分析 (5)3.1 设计课题的参数选择 (5)3.1.1 三极管混频模块 (5)3.1.2 本振模块 (7)3.2 设计课题的仿真结果 (8)3.2.1 晶体管混频器总原理图 (8)3.2.2 仿真结果 (8)3.4 设计课题的仿真调试 (11)3.4.1 失真调试 (11)4 仿真结果分析、干扰及解决办法、设计总结 (12)4.1 结果分析 (12)4.2 干扰及解决办法 (12)4.3 设计总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1 方案分析1.1 设计课题任务及功能要求说明设计一个三极管混频器。
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。
晶体管混频器
—Ggi—cL
gic—混频器的输入电导 goc—混频器的输出电导 gc—混频器的变频跨导 GL—负载电导
本继页续完
晶体管
三、晶体管混频器的增益
2、混频器的变频电压增益Avc
Vi=
——Ii —= goc+GL
—g—cV—s — goc+GL
Avc=Vi/Vs=gc/(goc+GL)
3、混频器的变频功率增益Apc
40 106 150 106
0.5 26
15
2
gic—混频器的输入电导 goc—混频器的输出电导 gc—混频器的变频跨导
=9.6mS Avc= —gog—c+c G—L=1—09×.—61×—01-60—+-31—0-—3 = 9.6
Apc=A2vc —Ggi—cL =9.62× —413—×01×—01-—30-6 = 214
上式变形为
—Ii = Vsm
—g21
Ii/Vsm反映混频器的放大能力， 称为变频跨导gc，与本振无关。
实信 输Vg验号 入s是c的得混-+具出频v体本的s器机表经-接+达验收v式公0到是式的通。过vi
中 频 输 出
gc= Ii/Vsm = g1/2
输入信号的振幅荡值。
本继页续完
其中ω 是晶接收的外体来信号管 混 s
R4
C2
R5 C4
56P
C6
C7
200P
75Ω
本振信号
C8 中频调幅波
接第一中放
R1 22kΩ
R3
来自本振
R6
C5
8.2kΩ 5.6kΩ .022μF 10kΩ
(完整word版)晶体三极管混频器的设计.
*课程设计报告题目：晶体三极管混频器的设计学生姓名：**学生学号：*******系别：电气信息工程学院专业：通信工程专业届别：2014届指导教师：***电气信息工程学院制2013年5月晶体三极管混频器的设计学生：***指导老师：***电气信息工程学院：10级通信工程专业1 三极管混频器的设计内容及要求1.1 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。
从理论上对电路进行了分析。
选择合适的预案器件，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 混频器工作原理及系统框图一个实际应用中调幅收音机的混频电路的主要功能是使信号自某一频率变换成另外一个频率，实际上是一种频谱线性搬移电路。
它能将高频载波信号或已调波信号进行频率变换，将其变换为频率固定的中频信号。
而变换后的信号，它的频谱内部结构和调制类型保持不变，改变的仅仅是信号的载波频率。
混频电路的类型较多，常用的模拟相乘混频器、二极管平衡混频器、环形混频器、三极管混频器等。
其中三极管混频器最为常用，其工作原理图如下：f 中 图1 系统原理图从图中可以看出混频电路主要有三大部分组成：本地振荡器、晶体管变频器电路和中频滤波网络，各部分独立工作。
本地振荡器产生稳定的振荡信号(设其频率为L f ),输入的高频调幅波信号（设其频率为C f ），由于晶体管的非线性特性，两个信号混合后会产生C L f f +、C L f f - 频率的信号，然后通过中频滤波网络，取出C L f f - 频率的信号，调节好 L f 、C f 的大小使其差为中频频率，即所需要的中频信号6.455MHZ 。
以下是混频前后的波形图和混频前后的频谱图：图2混频前后的波形图如上波形图可以看出，混频器上加了两个信号：输入调幅信号V S (t)和本振信号V L (t)，经过变频后，输出中频信号V I (t)。
晶体三极管混频器
通信电子线路课程设计说明书题目系、部：电气与信息工程系学生姓名：**指导教师：贾雅琼职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0903班完成时间：2011-12-11摘要混频，又称变频，也是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号自某一个频率变换成另一个频率。
完成这种功能的电路称为混频器。
混频技术的应用十分广泛。
混频器是超外差式收音机中的关键部件。
直放式接收机高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大，灵敏度较低。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
因为放大功能主要在中放，可以用良好的滤波电路。
采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号的频率低，性能指标容易得到满足。
混频器在一些发射设备中也是必不可少的。
在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。
此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器的重要组成部分。
因此，做有关混频电路的课题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。
关键词：信号；频率；混频器ABSTRACTFrequency mixing, say again, is also a kind of variable frequency spectrum of linear moving process; it is to make the signal from a certain frequency conversion to another frequency. Complete the functions of the circuit are called the mixer. Mixing technique used widely. The mixer is the super heterodyne key component. Straight put type small signal detection, high-frequency receivers working frequency variation range, the working frequency of high-frequency channels of influence is bigger, a low sensitivity. Using specialized super heterodyne technology after receiving signal frequency mixing into a fixed frequency, put large basic from receive frequency influence, such, frequency signal within the amplification good consistency, sensitivity can do so tall that selective is better also. Because magnifier function mainly in putting can use good filter circuits. Using specialized super heterodyne after receipt and easy to adjust, put large, selectivity consists mainly of intermediate frequency part decision, and intermediate frequency is of high frequency signals low frequency, performance index easily be satisfied. The mixer in some launch equipment is also essential. In frequency division multiple accesses signal synthesis, microwave relay communications, satellite communications, etc system also has its important position. In addition, the mixer is also much electronic equipment, measurement instrument important component.Key words signal；frequency；mixer目录1.三极管混频器的设计内容及要求 (1)1.1设计内容 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计框图及原理说明 (1)1.3.1混频原理框图 (1)1.3.2混频原理说明 (1)2. 设计电路及原理与仿真 (3)2.1本地振荡电路 (3)2.1.1振荡起振条件 (3)2.1.2电路及电路参数选择 (3)2.1.3电路仿真 (5)2.2混频电路 (6)2.2.1混频原理电路 (6)2.2.2晶体管混频器电路类型 (7)2.2.3设计电路及电路参数选择 (8)2.2.4电路仿真及调试 (9)总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录I (15)附录II (18)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。
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。
高频实验二 晶体三极管混频电路实验报告
实验二晶体三极管混频电路实验一. 实验目的1.理解变频电路的相关理论。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。
二. 实验使用仪器1．三极管混频电路实验板2．200MH泰克双踪示波器3 .FLUKE万用表4. 频谱分析仪（安泰信）5. 高频信号源三、实验基本原理与电路1. LC振荡电路的基本原理在通信技术中，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变频器。
2.实验电路晶体三极管混频电路实验电路如图2-2所示。
本振电压U L频率为(10.7MHz)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为10.245MHz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(Fi=F L-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Fi=F L-Fs=10.7MHZz-10.245MHz=455KHz。
C4C3R3R1C2*B2R4C5R5LED1K +12RW1R2C1CVJ晶体三极管混频电路TP1IN1TP3OUTTP2IN2A8-0808电路基本原理：电容C1是隔直电容，滑动变阻器RW1和电阻R1,R2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R3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，并有一定的功率增益。
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电流放大倍数 ，从而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。
同时混频电路的电压增益还和本振信号的幅度有关。
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。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告
通过晶体管混频器的实验，掌握混频器的原理和使用方法，了解混频器在通信领域的应用。
实验原理：
混频器是一种非线性器件，利用其非线性特性将两路信号进行混合，产生出频率的和与差信号。
晶体管混频器是一种常用的混频器类型，其结构简单、易于制作和使用。
晶体管混频器主要由一个局部振荡器、一个射频输入端和一个中频输出端组成。
当局部振荡器输出的频率与射频信号的频率相等时，混频器产生出一个中频信号。
该中频信号的频率为局部振荡器频率与射频信号频率的差值。
如果局部振荡器频率高于射频信号频率，则中频信号为正频率；反之，则中频信号为负频率。
实验步骤：
1. 搭建晶体管混频器电路，将局部振荡器和射频输入端连接到同一个天线上。
2. 调整局部振荡器频率，使其与射频信号频率相等。
3. 连接中频输出端到示波器上，观察输出波形。
4. 改变局部振荡器频率，观察中频信号的变化。
5. 将输入信号改为正弦波或方波信号，观察输出信号的差异。
实验结果：
实验中，我们成功搭建了晶体管混频器电路，并通过调整局部振荡器频率，产生了中频信号。
在观察中频信号时，我们发现其频率为
局部振荡器频率与射频信号频率的差值。
我们还发现，当局部振荡器频率高于射频信号频率时，中频信号为正频率；反之，则中频信号为负频率。
在改变输入信号为正弦波或方波信号时，我们观察到输出信号的波形有所不同，但仍能产生中频信号。
实验结论：
晶体管混频器是一种常用的混频器类型，其结构简单、易于制作和使用。
通过实验，我们了解到了晶体管混频器的原理和使用方法，并掌握了其在通信领域中的应用。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告
实验目的：通过搭建晶体管混频器电路，学习混频器的工作原理和特点，掌握其在无线电通信中的应用。
实验器材：晶体管、电容、电感、电源、示波器等。
实验原理：晶体管混频器是一种将两个不同频率的信号混合成一个信号的电路。
在混频器中，晶体管扮演着开关的角色，完成信号的混合。
当两个信号进入混频器时，它们会经过晶体管的交替导通和截止，产生一个新的信号，其频率为两个输入信号的差值。
实验步骤：
1.根据电路图连接电路。
2.接通电源，调节电源电压至合适值。
3.将信号源接入电路中。
4.调节示波器，观察输出波形。
5.改变输入信号频率，观察输出波形。
6.记录实验数据，分析实验结果。
实验结果：通过实验可知，晶体管混频器可以将两个不同频率的信号混合成一个信号，并输出到示波器上。
当输入频率分别为1MHz 和3MHz时，混频器输出的信号频率为2MHz。
同时，改变输入信号频率可以得到不同的输出信号频率。
实验结论：晶体管混频器是一种常用的无线电通信电路，其混频效果优异，可以将不同频率的信号混合成一个信号，实现信号的转换和处理。
在实践应用中，晶体管混频器广泛应用于无线电接收、发射、
调制等领域。
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。
通信电子线路课程设计三极管混频器说明书
通信电子线路课程设计说明书三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：贾雅琼职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0902班完成时间：2011.12.2摘要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。
人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。
但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。
一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。
作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中，实现信号频谱的搬移。
混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。
除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把次中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。
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。
混频器和中频放大器实验报告
一、实验数据及处理（一）混频器1、中频频率的观测（1）晶体三极管混频器将LC振荡器输出频率为8.8MHZ作为本实验的本振信号输入混频器的一个输入端（5P01）,混频器的另一个输入端（5P02）接高频信号发生器的输出（6.3MHZ Vp-p=0.8V），用示波器观察5TP01、5TP02、5TP03如下：5TP01 5TP025TP03用频率及测量其频率，计算各频率得，只有中频5TP03符合Fi=F L-F S。
当改变高频信号源的频率时，观察到示波器有以下改变:波形变化规律：使高频信号源频率改变，输出波形的幅值会逐渐减小。
原因：当满足F i=F L-F S时，输出端的输出增益是最大值，任意改变高频信号源频率都会使F i发生改变，使输出增益变小。
②集成乘法器混频器输入信号源与①相同，分别送入到乘法器的输入端9P01和9P02，用示波器分别观察9TP01、9TP02、9TP04：9TP01 9TP029TP03当改变高频信号源频率时，波形变化如下：高频信号源频率改变时，波形的幅值变小，包络的频率也减小。
（二）中频放大器1.中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量将高频信号源频率设置为2.5MHz，峰峰值为150mV，并将其输入到放大器输入端7P01，调整7W02使输出幅值最大且不失真，用示波器观察输出波形：此时的幅度大小为150mv，输出幅值为11.4V，计算得，电压放大倍数为762.测量中频放大器的谐振曲线保持上述状态不变，改变高频信号源频率，保持高频信号源的输出为150mv，频率(MHz) 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 输出幅度(V) 6.8 6.0 5.6 5.4 8.0 10.6 11.0 10.4 9.2 8.0 7.2 6.4 5.4由表格得到中频放大器的幅度曲线：二、实验总结1、计算得出，中频放大器的放大倍数为762、中频放大器的通频带约为：1.16Mhz3、实验心得：。
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。
Multisim 12的特点
1） 通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路 2) 通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为 • 3) 借助高级电路分枂, 理解基本设计特征 • 4) 通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试 • 5) 通过改迚、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时 • 间
晶体三极管混频原理分析
晶体三极管混频原理分析
陈文敏
【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》
【年(卷),期】2003(020)004
【摘要】变频是现代通信和无线电电子线路中一种很重要的技术.分析了变频的基本原理和设计变频器的有关注意问题;从三极管输入回路和输出回路的信号入手,讨论了超外差式收音机常用的变频电路的工作原理.
【总页数】3页(P9-11)
【作者】陈文敏
【作者单位】成都纺织高等专科学校电气系,成都,610023
【正文语种】中文
【中图分类】TN773
【相关文献】
1.采用次谐波混频技术的毫米波超宽带混频器研制 [J], 李凯
2.数字式双混频时差测量仪原理分析与仿真 [J], 何慧征;朱江淼
3.晶体三极管开关混频电路研究 [J], 张宏强;王勇;刘乃安
4.差分驱动优化有源混频器——可利用差分驱动来优化用于宽带和可重新配置无线电接收机的有源混频器和同相/正交(I/Q)解调器性能 [J], Qui Luu;Benjamin Sam
5.晶体三极管混频器性能仿真分析 [J], 王红霞
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晶体三极管混频电路实验
高频实验二晶体三极管混频电路实验一、实验目的1.进一步学习变频电路的相关理论、工作原理以及基本电路结构。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。
3．了解熟悉其他变频方法以及电路。
4．学会通过仿真而了解混频电路特性以及各电路原件的作用的方法。
二、实验仪器1．小信号调谐放大器实验板2．200MHz泰克双踪示波器(Tektronix TDS 2022B)3. 8808A FLUKE万用表4.220V市电接口5.EE1461高频信号源6.AT6011 频谱分析仪7.PC一台(附有multisim仿真软件)三、背景介绍：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。
例如：在超外差中波接收机中，经天线接收到的高频信号(载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号) 通过变频，变换成465kHz的中频信号；在调频广播接收机中, 把载频位于88 MHz～108MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz 的调频信号。
完成这种频率变换的电路称变频器，采用变频器后，接收机的性能将得到提高。
图 2-1混频器的电路模型本振信号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。
四、实验原理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。
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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
(10―10 0)
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
图10.―100 收音机用典型变频器线路
(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 收音机用典型变频器线路
(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》
15 V
L3 L1 C2 us 200 MHz L2 C3 0.15 H 470 pF
uL C4
C5 C6
－E G 0 (b )
图10.―1010 场效应管混频器的实际线 《高频电路原理与分析》 路
第10章振幅调制、 解调及混频
加在两管栅极的交流电压分别为uGS1=us+uL 和
uGS2=-us+uL,两管的漏极交流电流分别为 iD1=a(us+uL)+b(us+uL)2 iD2=a(-us+uL)+b(－us+uL)2 流过变压器T2的交流电流为
第10章振幅调制、 解调及混频
第10章 混频
10.1 混频 10.2 混频器的干扰
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
10.3 混频
10.3.1 混频的概述 1．混频器的功能 混频器是频谱线性搬移电路,是一个六端网络。它 有两个输入电压,输入信号us和本地振荡信号uL,其工作 频率分别为fc和fL输出信号为uI,称为中频信号,其频率是
Fo ( ) 1 2 2 1 [ Fs ( c ) Fs ( c )] 2 Fs ( ) FL ( ) 1 Fs ( ) [ ( c ) ( c )]
(10―87)
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
fc 和fL 的差频或和频,称为中频fI,fI=fL±fc(同时也可采用
谐波的差频或和频)。
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
u s ( fc ) 混频 器 u I ( fI )
u L ( fL ) 0 t (a ) f 0 t
0
fc
0
fL
f
0
fI (b )
f
图10.―51 混频器的功能示意图 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
0 0 f f (a ) 0 0 f f (b ) 0 0 f f (c) 0 f 0 f f
fc
fc
fc
fc fL
fI
图10.―52 三种频谱线性搬移功能
(a)调制(b)解调(c)混频
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
2．混频器的工作原理
设输入到 混频器中的输入已调信号us和本振电压uL分别为 us=UscosΩtcosωct uL=ULcosωLt
这两个信号的乘积为 u s u L U sU L cos t cos L t
2 u1 U 1 cos t cos 1t 1 U sU L cos t [cos( L c ) t cos( L c ) t ] (10―85)
(10―810)
《高频电路原理与分析》
《高频电路原理与分析》
0 .0 01
第10章振幅调制、 解调及混频
ZL 100 200 120 0.033 F ZL 12 V
6 20
6 20
0.033 F
uL
9
5
4
6 11
6 20
120 10 us 7 120 8 120 1 k ZL 0.033 F 3.3 k 3.3 k (a ) 1 k 1 k 0.01 F 0.001 F 2 51 100 mV uL us 10 k 51 10 k 50 k 调零 0.001 F 7 8 1 4 9 51 10 －8 V (b ) 5 MC 1596G 3 ＋8V 0.033 F 1 2 3 12 0.033 F 1.2 k
《高频电路原理与分析》
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 I c 0 ( t ) g m ( t ) u s I c 0 ( t ) ( g m 0 g m 1 cos L t g m 2 cos 2 L t ) u s
第10章振幅调制、 解调及混频
2．二极管混频电路
在高质量通信设备中以及工作频率较高时,常使用 二极管平衡混频器或环形混频器。其优点是噪声低、
电路简单、组合分量少。图10.―101是二极管平衡混频
器的原理电路。输入信号us为已调信号；本振电压为uL, 有UL>>Us,大信号工作,由第5章可得输出电流io为
io 2 g D K ( L t ) u s 1 2 gD ( 1 2 2 2 3
cos L t
cos L t )U s cos c t (10―98)
输出端接中频滤波器,则输出中频电压uI为
u1 R L i1 2
R L i1
2
R L g DU s cos( L s ) t U 1 cos 1t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《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
(10―9 10) (10―97)
g m1
g m ( t ) cos L d L t
《高频电路原理与分析》
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gm
g m(t) ① ②
③ ④
gc
0 0
Eb ① ② ③
u be ′ u be
0
t
0
c
④ t
图10.―57 gC～UL的关系 《高频电路原理与分析》
《高频电路原理与分析》
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3．混频器的主要性能指标
1) 变频增益 变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅UI 与高频输入信号电压振幅Us之比,即
K vc U1 Us
(10―88)
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
us uL
uo
带通 滤波 器
uI
(a ) uo
非线 性器 件 uL
带通 滤波 器
uI
(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
第10章振幅调制、 解调及混频
K pc
P1 Ps U1 Us U1 Us
(10―89)
通常用分贝数表示变频增益,有
K vc 20 lg K pc 10 lg ( dB ) ( dB )
(10―90) (10―91)
2) 噪声系数 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) (10―92)
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3) 失真与干扰