三极管混频电路

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）
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）
12级通信工程一班二组
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
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。
电阻元件Rb1、Rb2、Re 决定晶体管的工作点
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：
步骤三、在仿真过程中增加本振信 号的幅度，保持输入信号幅度1V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）
本振信号幅度（V） 3 变频增益(倍) 2.2 5 3.8 7 4.2 10 5.1
规律总结：变频增益随着本振信号电压幅度的变大而增加。
Vo=3v
Vo=5v
Vo=7v
变频器组成图如下
调幅波频率形图和混频前后的频 谱原理图：
三级管混频器实验原理电路图
电容Cin1、Cin2、Cout为信号输入和输出的耦合电容(隔直电容），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。
VCC L Rb1 Cin1 Cout vin1 R b2 Cin2 C
Vs=3v
Vs=4v
思考
• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本振信
号幅度（输入信号幅度不变）的增大而增大，当 增大到一定程度后又逐渐减小？
问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号要
远远大于输入信号?
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• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本 振信号幅度（输入信号幅度不变）的增大 而增大，当增大到一定程度后又逐渐减小？ • 答: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。
三极管混频电路
三极管混频电路
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。本振信号用于产生一个 等幅的高频信号UL ，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。
• 问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号 要远远大于输入信号？ • 答：输入信号电压很小，那么无论它工作 在特性曲线的哪个区域，都可以认为特性 曲线是线性的，而本振信号电压相对很大 的话，可以认为器件参量基本上是受本振 信号控制的，即在这种情况下可以认为器 件的跨导随简谐振荡电压周期性改变，从 而起到混频的作用。
wenku.baidu.comVo=10v
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 变频增益(倍) 3.8 2 2.2 3 1.5 4 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=2v
射极电流（mA） 0.714
变频增益(倍) 2.2
0.798 1.17
8.137 10.7
2.3
14.7
• 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）。因此，射级电流也不能太大。
• 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，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。