射频通信电路课程设计报告

射频通信电路课程设计报告

引言

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。

常用的振幅检波电路有包络检波和同步检波两类。输出电压直接反映调幅包络变化规律的检波电路,称为包络检波电路,它适用于普通调幅波的检波。通常根据信号大小的不同,将检波器分为小信号平方律检波和大信号峰值包络检波两信号检波。

目前, 在应用较广泛的电路仿真软件中, Pspice是应用较多的一种。Psp ice 能够把仿真与电路原理图的设计紧密得结合在一起。广泛应用于各种电路分析,可以满足电路动态仿真的要求。其元件模型的特性与实际元件的特性十分相似,因而它的仿真波形与实验电路的测试结果相近,对电路设计有重要的指导意义。

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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目录

引言 (2)

一．概述 (3)

二. 方案分析 (4)

三．单元电路的工作原理 (6)

1．LC正弦波振荡器 (6)

2．模拟乘法器电路 (8)

3．谐振电路 (9)

4．包络检波 (12)

四．电路性能指标的测试 (16)

五．课程设计体会..................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献..................................................................................................................... 错误！未定义书签。

一． 概述

1.1 混频器和振荡器的定义

混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理

框图如图1所示。

振荡器输出一频率为1f =10MHz 、幅值0.2V ＜m U 1＜1V 的正弦波信号，此

信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，

2f =10MHz 、幅值m U 2=200mV ，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信

号作为模拟乘法器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选

频、放大，最终输出2MHz 的正弦波信号。

图1 混频器原理框图

1.2调幅波的解调

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波。调

幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。不论哪种振幅调制信号，都

可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是，对于普通调

幅信号来说，它的载波分量被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络正弦波

振荡器 模拟 乘法器 选频、 放大电路

高频

信号源

检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器，而在集成电路中，主要采用三极管射极包络检波器。同步检波，又称相干检波，主要用来解调双边带和单边带调制信号，它有两种实现电路。一种由相乘器和低通滤波器组成，另一种直接采用二极管包络检波。

调幅波信号是二极管检波电路的输入，由于二极管只允许单向导电，所以，如果使用的是硅管，则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。同时，由于二极管的输出端连接了一个电容，这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路，使得输出信号基本上就是AM信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。

二. 方案分析

对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。

混频电路的基本组成模型及主要技术特点：

混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。

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 2

1s 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[2

1(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[2

1(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是混频器，则输出为差频信号，

]t -Amcos[2

1(t)U s c i ψψ=为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标跨导。规定混频跨导的计算公式：混频跨导g ：输出中频电流幅度偷入信

号电压幅度。

该电路由LC 正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路