第七章变频(或混频)的功能与实现
变频的原理与应用
变频的原理与应用一、概述变频技术作为一种先进的电力调节技术，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍变频的原理及其在不同领域中的应用。
二、变频的原理变频器通过改变电源频率来控制电机的转速，从而实现对电机的调节。
具体而言，变频器将交流电源输入经过整流、滤波、逆变等处理后，得到所需的变频电源输出。
其主要原理可以概括如下：1.输入电源整流滤波：将交流电源通过整流电路转换为直流电源，并经过滤波电路削去输出纹波。
2.逆变输出：将直流电源通过逆变器电路转换为可调节的交流电源输出，在逆变过程中通过改变逆变电路的开关频率来实现输出频率的调节。
3.控制单元：变频器通过控制单元对逆变器进行调节，实现频率、电压等参数的控制。
常见的控制方式包括串行通信、模拟控制和数字控制等。
三、变频的应用1. 工业领域变频技术在工业领域中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：•变频电机驱动：传统的电机驱动方式使用固定频率的电源供电，而变频电机驱动将电机与变频器相结合，可以实现对电机转速的精确控制，大大提高了生产效率。
•节能降耗：通过变频器控制电机转速，能够根据实际负载情况自动调整电机的输出功率，以达到节能降耗的目的。
•调速精度高：变频器可以实现电机转速的精确控制，适用于对转速要求较高的设备，如机床、风机、泵等。
2. 暖通空调领域暖通空调系统是变频技术应用的又一个重要领域，其主要应用在以下几个方面：•变频压缩机：传统的空调系统使用固定频率的压缩机，无法根据负载变化的实际需求进行调节。
而采用变频技术的空调系统可以根据室内温度、负载情况等实时调整压缩机的转速，从而实现能耗的降低。
•精确控制温度：变频技术可以实现空调系统的整体调节，根据室内外温度、湿度等参数来精确控制空调的运行，提供更加舒适的室内环境。
•节能环保：通过变频技术，空调系统可以实现高效运行，避免能量的浪费，达到节能环保的目的。
3. 水处理领域在水处理领域，变频技术也起到了重要作用，常见应用包括：•潜水泵变频调速：将潜水泵与变频器相结合，能够根据实际需求调整泵的运行频率和转速，从而实现水位的稳定控制。
混频器原理及电路PPT课件
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
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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
变频器基本原理和作用
变频器基本原理和作用变频器（Inverter）是一种电力电子器件，其基本原理是将直流电能转换为可调频的交流电能。
它主要由直流输入电源、逆变桥、滤波电路、控制器和交流输出端组成。
变频器广泛应用于工业、航空、军事、交通等领域，并发挥了重要的作用。
下面将详细介绍变频器的基本原理和作用。
变频器的基本原理如下：1.直流输入电源：变频器的输入端接收来自交流电源的交流电压，并使用整流电路将其转换为直流电压。
通常使用整流电路+电容滤波器的方式进行直流电压平滑处理。
2.逆变桥：逆变桥是变频器的核心组件，它将平滑的直流电压转换为可调频的交流电压。
逆变桥由四个可控开关组成，通常是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
3.滤波电路：逆变桥输出的交流电压含有较高频率的谐波成分，为了减小谐波影响，需要使用LC滤波器进行滤波。
LC滤波器通过选择合适的电感和电容来过滤谐波成分，使交流输出电压更接近正弦波。
4.控制器：变频器的控制器是变频器的大脑，它通过对逆变桥的开关控制来实现对输出电压频率和幅值的调整。
控制器通常由微处理器、运算放大器等芯片组成，利用脉宽调制（PWM）技术来控制逆变桥开关的导通和断开，从而控制输出电压的频率和幅值。
5.交流输出端：变频器的交流输出端将可调频的交流电能提供给负载。
根据应用需求，可以将交流输出端连接到电动机、电炉、照明设备等不同的负载上，实现对其速度、温度、亮度等参数的精确控制。
变频器主要有以下作用：1.节能降耗：传统的电动机驱动系统通常采用带有固定转速的交流电源，而变频器可以根据实际负载需求，调整电机的转速和输出功率，降低电机的无功损耗和机械能量的损耗，从而实现能量的经济利用。
2.频率调节：变频器可以调节电机的输出频率，从而实现对驱动设备的控制。
例如，变频器常用于电梯、空调、水泵等场合，可以根据需求调整其运行频率，提高设备的工作效率和使用寿命。
3.调速控制：传统的电动机驱动系统通常只能实现定速运行，而变频器可以通过调整输出频率，实现对电机的精确调速控制。
(变频器原理以及功能应用))
5. 变频器控制方式的发展
V/F 控制 人工智能 控制
空间矢量 调制 变结构 控制
矢量变换 控制 直接转矩 控制
变频技术在以下几个方面得到发展：
1、网络智能化 2、专门化和一体化 3、环保无公害 4、适应新能源
一．变频器的发展和主要相关技术
a. V/F控制及U/f=C的
[电源输入—整流桥—启动电阻（直流电感）—母线电容—制动单元
（制动电阻）]—逆变桥—电源输出。
直流 电感 制动 电阻
整流 桥
输入 交流 电源
交流 输出
启动 电阻
母线 电容
制动 单元
逆变 桥
二．变频器的主要构成及其工作原理
2. 交一直一交电压型变频器的主回路构成（以下都简称为变频器）
主要器件
整流桥：西门康 SEMKRON (SKKD162/16 100A/SKD) 、三社 SanRex （DFA ）、IXYS（VU）、 IRF [International Rectifier]（ 160MT KB）、德国 Powersem（psd35）等 逆变器： IGBT：西门子[优派克]EUPEC （FS、BSM）、Fuji（2MB ） 等
b)
c)
d)
第二节： 变频器的主要构成及其工作原理
二．变频器的主要构成及其工作原理
1. 变频器的分类
按变频的原理，变频器分为交－交变频器和交－直－交变频器。
二．变频器的主要构成及其工作原理
1. 变频器的分类
① 交一交变频器
它是将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源．其主要 优点是没有中间环节，变换效率高。但其连续可调的频率范围较窄，一般在额 定频率的1／2以下，故主要用于容量较大的低速拖动系统中。 先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变 成频率连续可调的三相交流电。由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在 频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势， 目前使用最多的变频器均属于交一直－交变频器。
变频器的原理及其应用ppt课件
提纲
一、变频器的结构及原理 二、变频器的控制方法 三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用 四、变频调速系统接电抗器的作用 五、变频器的抗干扰 六、变频器的功能 七、变频器的选择 八、变频器的运行 九、变频器的调试与维护
一、变频器的结构 及原理
变频器的调速原理
调速原理：
N：转速
38
1. 变频器的干扰源
图7-1 变频器的电压、电流波形
39
2. 电路耦合干扰
— 电路传播：1）电源线 2）地线
措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地
40
3.感应耦合干扰
—电磁感应 —静电感应
1） 电磁感应是电流干扰传播方式 2）静电感应是电压干扰传播方式
41
4. 抗干扰措施
远离、相绞、屏蔽、不平行
四. 变频调速系统 接电抗器的作用
32
1. 变频器输出端接入电抗器的场合
图 需要接入电抗器的场合
a）电机与变频器距离远 b）小变频器带轻载大电机
33
输出电抗器作用：
➢ 抑制变频器电磁幅射干扰 ➢ 抑制电动机电压谐振
34
2. 输入交流电抗器
作用：1）提高功率因数 2）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌
P0=55*10%=5.5KW P1=55KW
由PL=P0+KPnL3得: KP=55-5.5=49.5KW P2=5.5+49.5*（50%）3=11.7KW
总消耗的功率为55+11.7=67KW
风机的节电率统计举例
（2）两台变频运行时每台的平均供风量为75%Q P1=P2=5.5+49.5（75%）3=26.4KW
1）准确停车 2) 变频器给电动机输入直流电，在电机
3.3变频、混频
载频为f 载频为 c的 普通调幅波 或
2010-12-31
频率为f 频率为 L的 本振信号
fI = fc + fL fI = fc − fL 或 fI = fL − fc
载频为中频f 载频为中频 I的 调幅波
的称为上混频， 的称为下混频。 fI > fc 的称为上混频， fI < fc 的称为下混频。
16
变频、 变频、混频
i = 2gDu2 S2 (ω1t ) 4 4 = 2gDU2m cos(ω2t ) cos(ω1t ) − cos(3ω1t ) + ⋅ ⋅ ⋅ 3π π 4 = gDU2m{cos[(ω1 + ω2 )t ] + cos[(ω1 −ω2 )t ]}
π
4 gDU2m{cos[(3ω1 + ω2 )t ] + cos[(3ω1 −ω2 )t ]} + ⋅ ⋅ ⋅ − 3π
L3电感量很小，对中频近于短路， 电感量很小，对中频近于短路， 因此， 因此，变频器的负载仍然可以看 作是由中频回路所组成。 作是由中频回路所组成。
双连电容 调谐
对于输入信号频率来说，本地振荡回路的阻抗很小，而 对于输入信号频率来说，本地振荡回路的阻抗很小， 且发射极是部分地接在线圈L 且发射极是部分地接在线圈 4上，所以发射极对输入高 频信号来说相当于接地。 频信号来说相当于接地。 2010-12-31
2010-12-31
21
变频、 变频、混频
1、输入信号与本振信号产生的组合频率干扰 、
f p.q = ± pf L ± qfc
P、q 为任意正整数 、
当 P = q =1时，可得中频 fI = fL- fc 时 除此以外的组合频率分量均为无用分量， 除此以外的组合频率分量均为无用分量，当其中的某 些频率分量接近于中频，并落入中频通频带范围内时， 些频率分量接近于中频，并落入中频通频带范围内时，就 能与有用中频信号一道须利地通过中放加到检波器， 能与有用中频信号一道须利地通过中放加到检波器，并与 有用中频信号在检波器中产生差拍，形成低频干扰， 有用中频信号在检波器中产生差拍，形成低频干扰，使得 收听者在听到有用信号的同时还听到差拍哨声。 收听者在听到有用信号的同时还听到差拍哨声。这种组合 频率干扰也称为哨声干扰 哨声干扰。 频率干扰也称为哨声干扰。 当转动接收机调谐旋钮时，哨声音调也跟随变化， 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。 这是哨声干扰区分其他干扰的标志。
变频器的基本功能实现
可编辑ppt
3
7.1 变频器的正反转控制
7.1.1 变频器的基本操作
2.外接输入正转控制 这种方法启停电机不合适，原因：
（1）容易出现误动作。控制电路电源电压未充到正 常值，工作状况容易出现紊乱。 （2）电动机不能准确停车。电动机处于自由制动状 态，不能按预置时间降速。 （3）容易对电源产生干扰。充电电流和启动电流同 时对电源产生干扰。
0
参数过滤显示全部参数
P0700 2
2
由端子排输入（选择命令源）
P0701 1
1
端子DIN1功能为ON接通正转/OFF停车
P0725 1
1
端子DIN输入为高电平有效
P1000 2
1
频率由操作面板设定
P0731 52.3 52.3 输出继电器RL1在变频器故障时动作
P0748 0
1
数字输出反相（即变频器故障时RL1接通）
P2100 0
23
故障报警信号的编号为F0023（输出故障）
P2101 0
1
变频器F0023故障时采用OFF1停车
P3900 0
3
快速调试结束，可P编0辑0p1pt0恢复为0
9
7.2变频器的工频/变频切换电路
7.2.2 PLC控制工频/变频切换
可编辑ppt
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7.2变频器的工频/变频切换电路
7.2.2 PLC控制工频/变频切换
可编辑ppt
7
7.2变频器的工频/变频切换电路
7.2.1 手动控制切换电路
可编辑ppt
8
7.2变频器的工频/变频切换电路
7.2.1 手动控制切换电路
参数配置表
参数号 出厂值 设置值
变频电路的仿真与实现
本 振 信 号 幅 度 50 100 200 400 500 700 800 （mV）
变频增益(倍) 8．18 12.60 15．20 16．80 17．21 17．51 17．10
变频增益(倍)
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
变频增益(倍)
200
400
600
本振信号幅度/mV
8
10
12
13．32 15．24 16.72
14 18.94
20
坐标轴标题
15
10
变频增益（倍） 5
0
0
5
10
15
坐标轴标题
• 噪声系数NF 随本振信号的幅度UL 的变化 曲线， NF 随射极电流Ie 的变化曲线，NF 随电源电压变化的曲线有待解决。。。
500 3.448 6.90
变频增益(倍)
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
变频增益(倍)
200
400
600
输入信号的幅度/mV
电源电压VCC对变频增益的影响
• 保持输入信号幅度，本振信号的幅度，射极电流Ie不变， 观察混频器变频增益随电源电压的变化
电源电压 VCC（V） 6 变频增益（倍） 11.29
基本原理框图：
基本原理图
原理图分析
• 其中，晶体管起信号的混频作用，两个输入信号分别为 vin1和vin2；电容Cin1、Cin2、Cout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；电阻元件Rb1、Rb2、Re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。
混频电路(课堂PPT)
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
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。
晶体三极管在 Vbb，uL和us的作用 下工作于非线性状态。
由于 us很小，可以认为晶体管的 工作点在Vbb+uL的作用下发生变化。 在每一个工作点，对us来说都是工作 于线性状态，只不过不同的工作点其 线性参量不同。这种随时间变化的参 量称为时变参量。
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2. 线性时变电路及分析法
线性时变电路：指电路元件的参数不是恒定不变的，而是按一定规律随时
对于小信号us，其高阶导数很小，可近似为：
i c fV b b u L ( t ) f V b b u L ( t ) u s ( t )
结论：
环形混频器与平衡
变频器工作原理及应用
变频器工作原理及应用变频器（Inverter）是一种用来将直流电转换成交流电的电子设备，也是许多电气控制系统和工业自动化系统中常用的设备。
它通过改变输入直流电的电压和频率，来控制输出交流电的电压和频率，以实现对电机的精确控制。
本文将详细介绍变频器的工作原理及应用。
一、工作原理变频器的工作原理基本上是先将输入的直流电通过一个整流电路转换成直流电，在经过一个逆变电路将直流电转换成交流电。
具体而言，变频器的工作包括以下几个步骤：1.整流：变频器的输入端接收来自电源的交流电，通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路主要由整流桥、滤波电路和继电器组成。
2.滤波：经过整流的直流电并不是完全稳定的，因为整流器转换过程中会产生一些脉动，并且整流后的直流电中可能还会含有一些高频噪声。
为了使变频器能够更好地工作，需要通过滤波电路去除这些脉动和噪声。
滤波电路主要由电感和电容组成，通过串联和并联的方式来实现滤波效果。
3.逆变：直流电经过滤波后，进一步通过逆变电路将直流电转换为交流电。
逆变电路主要由逆变器和控制电路组成。
逆变器通过高频开关管对直流电进行调节，生成高频脉冲信号，然后通过变压器进行变压和变频，最终输出所需的交流电。
4.控制：变频器的控制电路用来控制逆变器的输出频率和电压。
通过对控制电路的调节，可以实现对输出电压和频率的精确控制。
控制电路主要由微处理器和PWM（脉冲宽度调制）电路组成，通过对PWM电路的输出进行调节，实现对逆变器工作状态的调控。
二、应用变频器具有调速范围宽、速度调节精度高、启动扭矩大、对电机起动冲击小等特点，广泛应用于工业生产中的电机控制系统中。
以下是一些常见的变频器应用领域：1.机床：变频器能够控制电机的转速，通过调节电机的转速和扭矩，实现对机床的精确控制，提高加工质量和效率。
2.风机和水泵：风机和水泵是一些大型工业设备中常见的元件，在使用变频器控制的情况下，可以根据实际使用需求调节风机和水泵的转速和扭矩，提高能效和节能效果。
第21讲_高频 混频
第二十一讲
混频电路
6/27/2013 12:28 PM
8
第7章 混 频
为什么要变频/混频？
混频/变频的优点 由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率 较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用 混频方式可大大提高接收机的性能。 1)变频可提高接收机的灵敏度 2)提高接收机的选择性 3)工作稳定性好 4)波段工作时其质量指标一致性好 混频/变频的缺点 容易产生镜像干扰、中频干扰等干扰
I＝L －c
L ＋c
第二十一讲
混频电路
6/27/2013 12:28 PM
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第7章 混 频
混频器的实现方法
1.乘积型混频器实现模型
2.叠加型混频器实现模型
第二十一讲
混频电路
6/27/2013 12:28 PM
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第7章 混 频
1.乘积型
vs t） Vsm 1 ma cosΩt ) cosωct （ （ v（t） VL m cosωLt L vo t） Kvs t）v（t） （ （ L K VsmVLm (1 ma cos Ωt） [cos( ωL ωc )t cos ωL -ωc）t ] （ 2
2 2 2 2
在二次方项中出现了和的相乘项，因而可以得到 (0+s) 和(0-s)。若用带通滤波器取出所需的中频成 分(和频或差频)，可达到混频的目的。
第二十一讲 混频电路 6/27/2013 12:28 PM 21
第7章 混 频
晶体三极管混频器
利用时变参量分析法 由于时变偏置电压 U B (t ) EB uL (t ) 如果 U L Uc 则集电极电流为
vL
vs
集成混频器电路
变频器的典型控制功能及应用电路
变频器的典型控制功能及应用电路1.引言1.1 概述变频器是一种用于控制电动机转速和输出功率的电力调节设备。
在工业生产过程中，电动机作为重要的动力装置，广泛应用于各个领域，如制造业、化工、冶金等。
传统的电动机控制方式固定转速，不能根据实际需求进行灵活调节，而变频器的出现，解决了这一难题。
变频器通过调节电动机的电压和频率，实现对电动机转速的灵活控制。
它采用先进的电子技术和控制算法，能够精确控制电动机的转速，在不同负载条件下保持稳定输出功率。
同时，变频器还具有多种控制功能，例如起动、制动、反转、定速等，可以根据不同的工艺要求实现各种操作模式。
变频器的应用电路主要包括电源模块、输入滤波电路、整流电路、中间电路、逆变电路和输出滤波电路等。
其中，电源模块为变频器提供稳定的电源电压和电流，输入滤波电路用于滤除电网中的高次谐波和杂散干扰信号，整流电路将交流电转换为直流电，并通过中间电路进行储能，逆变电路将直流电转换为交流电，最后通过输出滤波电路输出到电动机。
在工业领域，变频器的应用非常广泛。
它可以实现电动机的精确控制，提高生产效率和质量，降低能耗和维护成本。
例如，在机械制造过程中，变频器可根据加工要求调节电动机转速，实现工件的精确加工；在水泵和风机等设备中，变频器可根据实际需求调节电动机的转速和流量，实现节能运行；在电梯和自动化生产线等场合，变频器可实现电动机的平稳起动和制动，提高设备的安全性和可靠性。
总之，变频器作为一种重要的电力调节设备，在工业领域具有广泛的应用前景。
通过对变频器的深入研究和应用，可以进一步提高生产效率，降低能耗，促进工业的可持续发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构：本文将分为三个部分进行阐述。
首先，在引言部分概述了变频器的基本概念和作用，以及文章的目的。
其次，在正文部分将详细介绍了变频器的基本原理和功能，以及比较常见的典型控制功能。
最后，在结论部分将探讨变频器的应用电路，并深入分析了变频器在工业领域中的应用情况。
第七章变频(或混频)的功能与实现
变频增益是表征变频器将输入信号转 化成输出中频有用信号的能力的技术指标， 如电压或功率增益。
变 频 电 压 增 益 定 义 为 ： V （中频电压振幅） Im A ＝ VC V （输入高频电压振幅） sm
功 率 增 益 定 义 为 ：
P （中频信号功率） I A ＝ PC P （输入高频信号功率） s
4.
互相调制干扰，也称互调干扰。它是 指两个或两个以上干扰信号和本振信号通 过混频器形成的组合频率干扰，信号环境
如图7-3-5所示。
图7-3-5 互相调制干扰形成环境
【例7-3-2】 某混频器的中频为 0.5MHz，在接收25MHz信号时，若同时有 24.5 MHz 和 24 MHz 的两个干扰信号，则四
－ ( ) ＝ （ 2 5 ＋ 0 . 5 ） － ( 2 × 2 4 . 5 － 2 4 ) ＝ 0 . 5 M H z ＝ f 2 f f f L M 1 M 2 I
正好落在中频带内，产生互调失真。
通过上面的分析可知，互调失真的强 弱与干扰信号电压的振幅成正比、与非线 性器件的系数有关、与有用信号无关。因 此，要减小互调干扰，一方面要提高前端 电路的选择性，尽量减少加到混频器件上 的干扰电压，另一方面要提高混频器的线 性，即混频器件具有理想平方 ( 或相乘 ) 特 性，如场效管混频器、二极管环形和桥式 混频器的互调干扰都较小。
如图7-2-1(b)所示在混频器的两个输入 电压中，一个是载频为 fc 的已调波，另一 个是频率为 fL 的本振信号，其输出信号的 载波频率为fI，称为中频，该信号称为中频 信号。所谓中频是指解调结果 vΩ(t) 的信号 频率与系统输入已调波 vc(t) 的信号频率之 间的过渡频率，其大小不一定小于已调波 的信号频率。
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Hale Waihona Puke .组合频率干扰是在无输入干扰和噪声 情况下，仅由有用信号vs和本振vL通过频率 变换通道形成的组合频率干扰，信号环境 如图7-3-1所示。
图7-3-1 干扰哨声形成环境
显然，最小的无用组合干扰点发生在
p＝1、q＝2， 即 2 fC－fL＝2×927-1392＝
462kHz≈fI，与中频 465 kHz 误差 3 kHz，属 于中频通频带内。462kHz的载波与465kHz 同时加到检波器上，将产生由载频产生的 465-462＝3kHz的固定差频信号输出，即出 现属于音频频率范围内的哨叫声。
3.
变频器的噪声系数定义为：
4.
隔离度是指变频器的信号端口、本振 端口和中频输出端口之间的信号通过变频 器电路空间进行的互相直接泄漏的程度。 各端口之间相互影响小，隔离度就高。一 般而言，它们的隔离可以通过电路在变频 器内部结构的选取，以及由选频电路在变 频器内部构造的不同频率的电路区域空间 来完成。
4.
互相调制干扰，也称互调干扰。它是 指两个或两个以上干扰信号和本振信号通 过混频器形成的组合频率干扰，信号环境
分量，即组合频率分量。
其中，乘积型混频器的非线性元器件
部分应完成相乘运算功能。若相乘运算和
输入信号都是理想的，则 io (t) 中的无用频 率分量较少，并且也容易被中频滤波器滤 除。叠加型混频器的非线性元器件会产生 更多的无用频率分量，因此在讨论变频器 失真成因时往往以此模型为依据。
7.2.2 变频器的技术指标
组合频率干扰由有用信号产生，与外 界干扰信号无关，它不能靠提高前端电路 的选择性来减少干扰。具体方法有：① 合 理进行中频和本振频率的安排，提高最低 干扰点的阶数（ q+p 的值）；② 优化混频 电路，使有用信号强度增强，无用信号强 度减弱、分量减少。对前者，可考虑选用 中频大于输入信号载频的高中频方案；后 者的具体情况可参见7.4节的混频电路分析。
②在发射设备中经常利用变频器来改
变载频频率的大小（参见8.3.2节的“最大
线性频偏与频偏扩展的方法”）；③ 在频 率合成器中，也常用变频器来完成频率加 减运算，从而由基本频率信号得到不同于 原频率的新信号（参见第九章的图9-3-1和 思考题与练习题9-9
如图7-2-1(b)所示在混频器的两个输入 电压中，一个是载频为 fc 的已调波，另一 个是频率为 fL 的本振信号，其输出信号的 载波频率为fI，称为中频，该信号称为中频 信号。所谓中频是指解调结果 vΩ(t) 的信号 频率与系统输入已调波 vc(t) 的信号频率之 间的过渡频率，其大小不一定小于已调波 的信号频率。
第七章
变频（或混频）的 功能与实现
变频或混频的基本功能是将输入频带
信号的频谱位移到新的频率范围内，即频
谱的线性搬移，这类似于调制信号经调幅 变换前后的频谱变换关系。
7.1 概 述
7.2 变频（或混频）器的构成和技术指标
7.3 变频（或混频）干扰和失真 7.4 变频（或混频）电路与干扰抑制 7.5 电路与信号和系统的关系
谱与本振频率的加或减的数学功能。如果
本振信号由外部其它电路提供，则称变频
电路为它激式混频器，或简称为混频器；
如果所用本振信号是变频电路自身产生，
则称为自激式混频器，或简称为变频器。
7.2 变频（或混频）器的构 成和技术指标
对于后者，主要例子有：① 利用变频 器可以实现，将波段内的已调信号变为与 输入载波无关的、并具有固定载频的中频 信号，并在此基础上进行高性能的选频放 大，最后再检波的超外差式接收解调方案 （进一步的说明参见题图7-5）；
5.
变频器的中频输出信号中可能包含很 多频率分量，但其中只有一个频率分量是 有用的，在接收机中反映为中频。
6.
变频器的失真有频率失真和非线性失 真。
7.3 变频（或混频）干扰和失真
显然，与这些组合频率对应的频率变 换通道 ( 简称变频通道 ) 中，我们只关心使 输出落入有用信号频率范围内的信号变换 通道。通常我们称这些无用信号为变频(或 混频)干扰和失真。
7.1 概
述
实现变频的电路有混频器和变频器两 类。根据调幅电路和同步解调的频率搬移 特性的实现机理，我们可以想到实现变频 时应该有两个不同的输入信号。其中，一 个是单一频率的等幅正弦波，也称为本振 信号，它不携带信息，仅作为一个参考标 准；另一个是需要进行中心频率位移的频 带输入信号。
变频电路在本质上应实现输入信号频
图 7 2 1 变 频 器 的 作 用 示 意 图
-
如中波广播收音机的接收频率范围为 535～1605kHz，固定中频为465kHz，变频 器属于下变频，由于中频低于接收波段的 最低频率，我们也称此变频方案为低中频
方案。
7.2.1 变频器的组成和工作原理
根据非线性器件能产生新的频率分量 的原理，当两个频率不同的正弦电压同时 作用于非线性器件时，在它的输出信号中 会产生由两输入频率形成的众多频率组合
2.
组合副波道干扰是指外来干扰电压vM
与本振电压 vL，在混频非线性作用下形成
的假中频，信号环境如图7-3-2所示。
图7-3-2 组合副波道干扰形成环境
(1)
在 (7-3-8) 式中，取 p＝0，q＝1，即 fM ＝fI时，可以形成干扰。常称此干扰为中频 干扰。
(2)
从图上可看到，fM fc对称地位于fL 的两侧，即显现为镜像关系，因此，称 fM 为镜像干扰。
1.变频增益
变频增益是表征变频器将输入信号转 化成输出中频有用信号的能力的技术指标， 如电压或功率增益。
若输出有用信号为电流波，我们可以 采用电导增益（或变频跨导）来表征变频 器将输入信号转化成输出中频信号的能力。
2.
动态范围是指变频器能正常工作，而 性能未显著下降所允许的输入信号电平范 围。
图7-3-3 镜像干扰的频率关系
3.
交叉调制干扰也称交调失真，它是有 用信号 vS、干扰信号 vM 和本振信号 vL 通过 混频器组合后形成的。 混频器中，除了非线性器件的四次方 项外，更高的偶次方项也可形成交调干扰， 但幅值较小，一般可不考虑，由于混频器 正常工作的中频是由二次项产生的，其中 本振电压占了一阶，所以习惯上仍将四次 方项产生的交调称为三阶交调。