高频混频电路

混频器（变频器）：信号的频率发生变化，从一 频率变换为另一频率。
分类：
(1) 上混频：将已调信号频谱搬移到发射需要的频段。 应用于：发射机
(2) 下混频：将接收信号的频谱从射频段搬移到中频段。 应用于：接收机
1. 混频器的基本结构 混频：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。
（3）本振口对中频口的影响：本振大信号使以后的 中频放大器各级过载。
5.阻抗匹配
（1）阻抗匹配
射频口与中频口的匹配可以使与各端口相接的 滤波器正常工作。
（2）每个端口对其他端口的信号力求短路，减小 端口之间的干扰。
7.2 有源混频器电路
晶体三极管混频器
+ vR-F
+
VBB 晶体管的偏置电压 uL-
互调干扰：有两个干扰信号相互作用产生的干扰。
4.端口隔离
理想混频器要求射频口、本振口、中频口相互隔离。 各端口不理想产生的影响：
（1）本振口向射频口的辐射：使本振大信号影响 接收机前端的高频小信号放大器的工作；
（2）射频口对本振口的影响：使射频中的强干扰信 号影响本地振荡器的工作（稳定性、输出功率）；
器中这两个信号的频率相减，输出信号
的频率等于中频频率465kHz。
• 在无线电技术中，混频的应用非常普遍。 在超外差式接收机中，所有输入信号的频率 都要变成中频，广播收音机的中频等于 465kHz，电视接收机的中频等于38MHz。 在发射机中，为了提高发射信号的频率稳定 度，采用多级式发射机，用一个频率较低的 石英晶体振荡器做主振荡器，产生一个频率 非常稳定的主振信号，然后经过频率的加、 减、乘、除运算变换成射频。此外电视差转 机收发频道的转换，卫星通信中上行、下行 频率的变换等等都必须采用混频器。
由于器件的非线性特点，混频器输出电流中包含了 众多的组合频率分量。 当组合频率分量落在中频带宽内，就形成对有用中 频信号的干扰，引起失真。
（1）干扰哨声
混频器的中频为： fIF fLO fRF
本振频率与射频频率的各次谐波引起的组合频率会
产生哨声干扰。 fp,q pfLO qfRF fIF F
混频功率增益 :
GP
PIF PRF
根据混频器有 无功率增益
无源混频器： 混频功率增益小于1 有源混频器： 混频功率增益大于1
2 .线性范围
输入射频信号为小信号时，混频器是一个线性 系统。
混频增益是定值，输出中频信号与输入射频信号 的幅度成正比。
当输入射频信号幅度增大时，混频器存在非线 性失真。
3 .混频失真
VT
+-uc +-uL
(a)
CL
共基极混频电路：
VT +-uc +-uL
uΩ
乘法器
带通滤波器
uDSB
uc
2Ωmax
（2）检波
ωo
uDSB
乘法器
低通滤波器
uΩ
（3）混频 uDSB
= uc
ωc
uc 乘法器
uL
ωL
Ωmax
带通滤波器
uI
2 Ωmax ωI=ωL-ωC
ωI=ωL-ωc
混频器主要性能指标
1.混频增益
混频电压增益:
AV
输出中频电压振幅 输入高频电压振幅
VIF VRF
凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰 在这类干扰中主要有：中频干扰，镜频干扰
பைடு நூலகம்
① 中频干扰
当 p=0 , q=1时， fm fIF
即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频 器，可以直接通过混频器进入中频放大电路，并被 放大、解调后在输出端形成干扰。 抑制中频干扰的方法：
提高混频器前级的选择性
在混频器前级增加中频吸收电路
第7章 混频器原理及电路
一 混频概述 二 混频工作原理 三 混频器的干扰
7.1 概述
•
混频(或变频)是将信号的频率由一
个数值变换成另一个数值的过程。完成
这种功能的电路叫混频器(或变频器)。如
广播收音机，中波波段信号载波的频率
为535kHz～1.6MHz，接收机中本地振
荡的频率相应为1～2.065MHz，在混频
f p,q pfLO qfm fIF
其中 p, q=0,1,2,3….
主通道：射频信号与本振信号产生中频的通道。 寄生通道：干扰信号与本振信号产生中频的通道。
如果选频器所选择的正常中频信号为: fIF fLO fRF
则可能形成的寄 pfLO qfm fIF 生通道干扰为： pfLO qfm fIF
fc
fL f
高频调制波 uc 本地振荡信号 uL
一个中频输出信号： uI
|FL()|
－L
0
(a)
|Fs()|
－c
0
c
(b)
|Fo()|
－ ( L＋c)
－I＝ －(L－c) 0 (c)
I＝L－c
L
L＋c
(a)本振频谱 (b)信号频谱 (c)输出频谱
3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
合理选择中频数值，中频选在工作波段之外
② 镜像干扰
当 p=1 , q=1时，则有： fm fLO fIF
（3）互调失真 当混频器的输入口有多个干扰信号同时进入，每个干 扰信号单独与本振信号作用的组合频率不等于中频信 号，但同时作用的组合频率为中频信号。
(rfm1 sfm2 ) fLO fIF
vRF
非线性 器件
带通滤
波器
vIF
vLO
本机振
荡器
混频器的一般结构框图
2 混频器工作原理
混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。
uc (t)
uc
混频器 uI
uc的频谱
t
uL
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：
F可听的音频频率
f 其中 RF 称为混频比。 f IF
减少哨声干扰的方法：
正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰 正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量 采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率 如平衡电路，环形电路，乘法器。
（2）寄生通道干扰
当混频器的输入信号中有干扰信号 fm时，本振信
号会与干扰信号产生中频
VT
UB(t) VBB
ic
C L
VCC
在混频过程中，晶体管的跨导随本地振荡信号做周 期型变化，混频管可看成线性参变元件。
当射频信号通过线性参变元件时，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.