晶体管混频器
高频电子线路课程设计_晶体管混频器设计
《通信电子线路》课程设计说明书晶体管混频器院、部：学生姓名：指导教师：职称讲师专业：通信工程班级：学号：完成时刻： 2012年12月摘要现代通信技术在人们日常生活中占据愈来愈重要的地位。
混频电路作为无线传输体系中不可缺少的重要部份，被普遍应用于各类通信设备中，以实现信号频谱的搬移。
在调制系统中，输入的基带信号都要通过频率的转换变成高频已调信号。
在解调进程中，接收的已调高频信号也要通过频率的转换，变成对应的中频信号。
专门是在超外差式接收机中，混频器应用最为普遍，如AM 广播接收机将频率为535KHZ一1605KH的已调信号变成465KHZ中频信号，电视接收机将频率为48．5M一870M 的已调图象信号变为38MHZ的中频图象信号。
在本次课程设计中，本小组选择设计一个三极管混频器，当输入信号为10MHz正弦波、本振信号为16.455MHz正弦波时，混频器能输出频率为6.465MHz 左右的正弦波。
设计结果大体知足本次设计要求。
关键词: 混频；晶体管ABSTRACTModern communication technology in People's Daily life occupy an increasingly important position. Mixing circuit as a wireless transmission system is an essential part, is widely applied in various communication equipment, in order to realize signal spectrum of the move. In the modulation system, the input of the baseband signal are through frequency conversion into high frequency modulated signal. In the demodulation process, receiving high frequency modulated signal also should pass frequency conversion, into the corresponding intermediate frequency signal. Especially in the superheterodyne receiver, mixer are widely used, such as AM radio receiver will frequency for 535 KHZ a 1605 kh of modulated signal into 465 KHZ intermediate frequency signal, TV receiver will frequency is 48.5 M a 870 M of the modulated signal is transformed into the image of the intermediate frequency image signal . In this course design, the team chose to design a triode mixer, when the input signal for 10 MHz sine wave, the vibration signal is 16.455 MHz sine wave, mixer can output frequency is 6.465 MHz or so sine wave. Design results are basically meet the design requirementsKeywords: mixing; transistor目录1 方案论证 01.1 课题设计任务及功能要求 01.2 三极管混频电路方案分析 01.2.1 方案一 01.2.2 方案二 01.2.3 方案三 01.3 三极管混频器方案确信 02 硬件电路设计 (2)2.1 混频电路 (2)2.1.1 混频电路工作原理 (2)2.1.2 静态工作点的选取 (4)2.1.3 选频网络的参数设置 (4)3 电路仿真及结果分析 (5)3.1 Multisim 11 软件简介 (5)3.2 仿真电路 (5)3.3 仿真结果 (6)3.3.1 仿真结果分析 (8)4 电路板的制作与调试 (9)4.1 电路板的制作 (9)4.2 电路板的调试 (9)4.2.1 调试进程的波形图记录 (9)4.2.2 三极管混频器的误差分析 (11)终止语 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录A:元件清单 (15)附录B:电路原理图 (16)附录C:PCB图 (17)附录D:实物图 (18)1 方案论证1.1 课题设计任务及功能要求设计一个三极管混频器，要求输入信号为10MHz 正弦波，本振信号为16.455MHz 正弦波，混频输出为6.465MHz 的正弦波。
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
晶体三极管混频器
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
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。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告
本实验目的在于探究晶体管混频器的工作原理及其应用，并验证其在信号输入和输出方面的性能。
实验原理：
晶体管混频器是一种基于非线性元件工作的混频器，在其输入端口处输入的两个信号经过非线性元件作用，产生新的信号输出到输出端口。
晶体管混频器主要由晶体管、滤波器和耦合元件组成。
其中，晶体管作为非线性元件起到混频的作用，滤波器则用于去除杂散信号，耦合元件则用于将输入信号耦合到晶体管的基极和集电极上。
实验步骤：
1. 将晶体管混频器连接至示波器和信号源。
2. 调节信号源输出频率，使其与晶体管混频器的本振频率相同。
3. 调节混频器输入信号的幅值和相位，记录输出信号的幅度和
相位。
4. 分别调节混频器输入信号的频率，并记录输出信号的幅度和
相位。
实验结果：
经过实验，我们发现晶体管混频器的输入信号幅度和相位对输出信号有很大的影响。
当输入信号的幅度和相位都相同时，输出信号的幅度最大。
同时，当输入信号的频率接近本振频率时，输出信号的幅度也会增大。
但是，当输入信号的频率与本振频率相差过大时，输出信号的幅度会急剧下降。
结论：
晶体管混频器是一种有效的信号混频器，能够在信号输入和输出方面提供优异的性能。
在实际应用中，我们可以通过调节输入信号的幅度、相位和频率来控制输出信号的幅度和相位，从而实现信号混频、调制和解调等多种功能。
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
电路组态
图 4.6.1
晶体管混频器的电路组态
《 高 频 电 子1.工作原理 线 路 前面分析表明，要进行混 》 （ 频，可以用非线性电子器件工 第 作于线性时变状态来实现,即 四 版 V0m>>Vsm。 ） 张 肃 iC=f (VBB+ v0) +f ’(VBB+ v0) vs 文 主 编 高 其中f ’(VBB+ v0)是时变跨导。 等 教 育 出 版 社
《 高 频 电 子 3.实际电路举例 线 调谐于ωs 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
调谐于ωi
图 4.6.5 某调幅通信机混频器电路
《 高 频 电 子 3.实际电路举例 线 路 》 （ 第 四 版 调谐于ωs ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
f '(VBB v0 ) g (t ) g0 g1 cos 0t g2 cos20t
gn cos n0t
已知输入电压 vs=Vsm cosωst 中频输出电流
1 ii g1Vsm cos(0 s )t 2 1 g1Vsm cos it 2
I im 1 变频跨导 gc V 2 g1 sm
iC
时变电导
a b b
"
a' b'
a" vBE vBE
0 0
v0
vs
VBB t
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
iC=f (VBB+ v0) +f ’(VBB+ v0) vs
晶体管混频器
v0 f0
本振源由外 部引入
输入、输出均采用部分接入
这里：大信号即为本振电压信号； 小信号即为高频已调波信号。
分析思想：把振幅较大的本振电压看作是时变工作电
压(叠加在VBB上)，这个电压使混频管的工作点（动态 ）沿转移特性曲线上下移动，这样晶体管的跨导则随
之变化，这就是所谓的时变跨导的概念。
5.6 晶体管混频器
V0m Vsm
iC
＋
fi
＋ v－s
C
(V12m
V22m )
b1V2m
3 4
b3V23m
3 2
b3V2
V2
m 1m
b2 2
V22m
b3 4
V23m
b1V1m
3 4
b3V13m
3 2
b3V22mV1m
b2 2
V12m
1 4
b3V13m
b2V1mV2m
3 4
b3V2mV12m
b2V1mV2m
3 4
b3V12mV2m
3 4
Байду номын сангаас
b3V2mV12m
缺点：需较大的本振注入功率。
5.6 晶体管混频器
(a)
组态(a)、(c)的共同缺
(b)
点：易产生牵引现象。
vs
fi
fi
v0
组态(a)、(d)有共同的 v s
v0
优点：本振易起振。
(c)
(d)
均为共基混频电路，
vs
v0
fi
多用于频率较高的情
况，但变频增益低。 v s
v0
fi
组态(b)、(c)有共同的缺点：需较大的本振注入功率。
电子仿真实验报告之晶体管混频
大连理工大学本科实验报告课程名称：电子系统仿真实验学院（系）：信息与通信工程学院专业：电子与信息工程班级：学号：学生姓名：2014年月日一、 实验目的和要求使用电路分析软件，运用所学知识，设计一个晶体管混频器。
要求输入频率为10MHz ，本振频率为16.485MHz 左右，输出频率为6.485MHz 。
本振电路为LC 振荡电路。
二、实验原理和内容混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。
如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的差频或和频，完成变频作用。
它是一个线性频率谱搬电路。
图2.1是其组成模型框图。
中频图2.1本地振荡器产生稳定的振荡信号（设其频率为L f ）通过晶体管混频电路和输入的高频调幅波信号（设其频率为s f ），由于晶体管的非线性特性，两个信号混合后会产生L f +sf L f -s f 频率的信号，然后通过中频滤波网络，取出L f -s f 频率的信号，调节好L f -s f 的大小使其差为中频频率，即所需要的中频输出信号。
图 2.2调幅前后的频谱图。
图2.2本次试验本振电路采用LC 振荡电路。
其等效原理图为西勒振荡电路，如图2.3所示。
本振电路非线性器件输入中频滤波输出图2.3混频器采用晶体混频电路，其等效电路图如图2.4。
图2.4三、主要仪器设备名称型号主要性能参数电子计算机宏碁V-531,Windows 7 AMD A10-4600M 2.3GHz,2GB内存电路分析软件 Multisim.12 多种电路元件，多种虚拟仪器多种分析方法表3.1四、实验步骤及操作方法1、设计本振电路。
(1)、本振电路图图4.1.1(2)、电路中使用器件：仪器及器件名称组库属性电阻R1 Basic RESISTOR 20KΩ电阻R2 Basic RESISTOR 27KΩ电阻R3 Basic RESISTOR 50Ω电阻R4 Basic RESISTOR 4.3KΩ电阻R5 Basic RESISTOR 1KΩ可调电阻R6 Basic POTENTIOMETER 0-10KΩ电容C1 Basic CAPACIYOR 440pF 电容C2 Basic CAPACIYOR 6pF电容C3 Basic CAPACIYOR43pF 可调电容C4 Basic V ARIABLE_CAPACITOR 0-100pF 可调电容C5BasicV ARIABLE_CAPACITOR0-10pF电容C6 Basic CAPACIYOR 1nF 电容C7 Basic CAPACIYOR10uF 可调电容C8 Basic VARIABLE_CAPACITOR 0-350pF 电感1Basic INDUVTOR10uH 直流稳压电源VCC SourcesPOWER_SOURCES5V 晶体管2N222（1） Transistors TRANSISTORS_VIRTUAL 晶体管2N222（2） Transistors TRANSISTORS_VIRTUAL表4.1(3)、调整本振电路元器件的值使得AF>1,使之输出频率为16.454MHz 的正弦波信号。
高频晶体管混频器
高频晶体管混频器一、实验目的1、加深对晶体管混频器基本原理的理解。
2、掌握高频晶体管混频器的设计和调试方法。
二、实验仪器直流电压源、高频信号发生器、示波器、万用表、多孔板及相关元器件三、实验原理3.1 电路原理混频器的实质是非线性电路，通过器件的非线性效应产生新的频率分量，最后通过滤波器选择出所需要的频率分量，滤除其它的频率分量。
其中晶体管起信号混频作用，两个输入信号分别Vin1和Vin2，电容Cin1、Cin2、Cout 为信号输入和输出的耦合电容，起隔直流的作用，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。
3.2 线性时变电路分析晶体三极管混频器的等效原理图如下所示。
在晶体三极管的发射极上作用有三个电压，即直流偏置电压Vbb ，信号电压Us 和本振电压Ul ，通常本振电压振幅Ul>>Us ，也就是本振信号为大信号，而输入信号为小信号，在大信号Ul 和小信号Us 同时作用于非线性器件时，Vbb+Ul 可认为是时变偏置电压，它决定了混频器的工作点。
而对于小信号Us 来说是工作在时变状态下的线性工作方式。
混频器的集电极电流iC 可以表示为)()(f i l s bb be C u u V f u ++== 。
因为Us 很小，在Us 的变化范围内，正向传输时线性的，)(f i be C u =在Vbb+Ul 上对Us 泰勒展开为：s l bb l bb u u V f u V f *)()(i 'c +++=（忽略高阶影响）。
设本振电压)cos()(t U t u l lm l ω=，在没有信号输入的情况下，vin1 VCC Rb1 R b2 Re Ce Vout L C Cin1 Cout Cin2 vin2 C L c C b C s u L u ++--bbV cc V +-I u)2cos()()cos()()()(210't t g t t g g t g u V f l l l bb ωω++==+式中Io ，Icm1，Icm2，go ，g1，g2分别是只加本振电压时，集电极时变电流中的直流分量，基波分量，二次谐波分量的幅值以及时变跨导中的平均分量，基波分量，二次谐波分量的幅值。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告
本实验旨在了解晶体管混频器的原理和应用，并通过实验探究其性能和特点。
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在一起的电路。
它由一个晶体管和两个滤波器组成，其中一个滤波器用于选择一个高频信号，另一个滤波器用于选择一个低频信号。
当两个信号经过滤波器后，它们被混合在一起，产生一个混频信号。
实验步骤：
1. 按照电路图连接电路，并检查电路是否正确连接。
2. 将高频信号和低频信号分别接入混频器的两个输入端口。
3. 调节混频器的频率和幅度，使其输出一个混频信号。
4. 测量混频信号的频率和幅度。
实验结果：
在本实验中，我们成功地制作了一个晶体管混频器，并得到了一个混频信号。
我们测量了混频信号的频率和幅度，并发现它们与输入信号的频率和幅度有关。
实验结论：
晶体管混频器具有很高的混频效率和宽带特性。
它可以用于无线电接收机、电视接收机、雷达系统等领域。
在实际应用中，需要根据具体的要求选择合适的滤波器、放大器和频率稳定器等附加电路，以实现更高的性能和可靠性。
晶体三极管混频器的设计解读
*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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了v0成份，说明差频输出电 流已经与本振信号无关。
iC
差频输出电流的式中没有 混 频 器
ii是混频器输出的中频电流 Vs是混频器输入信号电压振幅 g1 Vs—是混频器输出电流的振幅 2
Q
O
VBB
晶体管转移特性曲线
vBE
信号 输入 + vs -
+ v0 本机 振荡
中 vi 频 输 出 本页完 继续
+ v - +s v - 0 (a) + v - s (b)
(a)共发混频组 + v 态，信号电压 - s + vi 和本振电压均 v - 0 由基极注入。 (c) (b)共发混频组 态，信号电压 + vs + vi 由基极注入， v0 本振电压由射 极注入。 (d)
(c)共基混频组 态，信号电压 vi 和本振电压均 由射极注入。
+ v - +s v - 0 (a) + v - s (b) (a)共发混频组 + v 态，信号电压 - s + vi 和本振电压均 v - 0 由基极注入。 (c) (b)共发混频组 态，信号电压 + vs + vi 由基极注入， v0 本振电压由射 极注入。 (d) (c)共基混频组 态，信号电压 vi 和本振电压均 由射极注入。
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四种晶体管混频器电路组态 晶 体 管 混 频 原 理
晶 体 管 混 频 器 的 增 益
例 题
实 际 电 路 分 析 举 例
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晶
体
一、四种晶体管混频器的电路组态 介绍共射混频组态电路优缺点
晶体管混频器
引言
晶体管混频器就是利用晶体管的非线性输入特性 来进行变频的变频电路。
晶体管混频器的变频增益较高，因而在中短波接
收机和测量仪器中广泛应用。
引言 本页完 返回
本 节 学 习 要 点 和 要 求
了解四种晶体管混频器的电路组态
掌握晶体管混频器的基本工作原理
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晶 体 管 混 频 器 主 页
+ v0 -
(d)共基混频组 态，信号电压 vi 由射极注入， 本振电压由基 极注入。本页完
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晶
体
二、晶体管混频器的工作原理
管
混
频
iiB C
器
二、晶体管混频器的工作原理
O
晶体管输入特性曲线 晶体管转移特性曲线
vBE
变频电路工作在晶体 管的非线性区，所以分 析混频器工作时只取这 一段曲线进行研究。
Q
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晶体管转移特性曲线
vBE
变频电路工作在晶体 管的非线性区，所以分 析混频器工作时只取这 一段曲线进行研究。
信号 输入 + vs -
+ v0 本机 振荡
中 vi 频 输 出 本页完 继续
晶
体
晶体管混频器的变频原理
管
利用泰勒级数展开可得这段 二、晶体管混频器的工作原理 晶体管混频器在工作时，必须 保证本机振荡频率v0远大于外来 信号频率vs 。 变频器工作时，送至晶体管的 输入电压为 vBE= VBB+v0+vS 在vBE处利用泰勒级数展开可得 这段转移特性曲线近似为抛物线 ic=b0+b1vBE+b2v2BE 把 vs=Vsmcosωst 和 v0=Vomcosω0t 代入知混频电路产生新频率的电 流，其中有(ω0-ωs)差频成份。 LC谐振回路与其中的(ω0-ωs)电 流分量ii产生谐振，输出差频电压 v i。
iC
混 频 器vBE处 在V0m>> Vsm时，在
转移特性曲线近似为抛物线
Q
O
VBB
晶体管转移特性曲线
vBE
信号 输入 + vs -
+ v0 本机 振荡
中 vi 频 输 出 本页完 继续
晶
体
晶体管混频器的输出电流表达式
管
二、晶体管混频器的工作原理
混频器输出的差频电流ii的值为 g1 ii=Vs — cos(ω0-ωs)t 2 其中g1是晶体管在差频时的跨导
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晶
体
介绍共基混频组态电路优缺点
管
混
频
器
一、四种晶体管混频器的电路组态
(c) 和(d)电路在较低频率工作时，变频增益低，输入阻抗也较 低，因此在频率较低时一般都不采用。但在较高的频率工作时 （几十兆），因为共基电路的fα比共发电路的fβ要大很多，所以 变频增益较大。因此，在较高频率工作时也有采用这种电路的。
振在中频
+ v - +s v - 0 (a) + v - s (b)
(a)共发混频组 + v 态，信号电压 - s + vi 和本振电压均 v - 0 由基极注入。 (c) (b)共发混频组 态，信号电压 + vs + vi 由基极注入， v0 本振电压由射 极注入。 (d)
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(d)共基混频组 态，信号电压 vi 由射极注入， 本振电压由基 极注入。本页完
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(d)共基混频组 态，信号电压 vi 由射极注入， 本振电压由基 极注入。本页完
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▶四种晶体管混频器的电路组态内容结束页
管
混
频
器
一、四种晶体管混频器的电路组态
本内容学习结束，单击继续，继 (c) 和(d)电路在较低频率工作时，变频增益低，输入阻抗也较 续学习《晶体管混频原理》内容；单 低，因此在频率较低时一般都不采用。但在较高的频率工作时 击返回，返回学习主页。 （几十兆），因为共基电路的fα比共发电路的fβ要大很多，所以 返回 继续 变频增益较大。因此，在较高频率工作时也有采用这种电路的。
管
混
频
器
一、四种晶体管混频器的电路组态
(a)电路对振荡电压v0来说输入阻抗 较大，因此用作混频时，本地振荡比 较容易起振，需要的本振注入功率也 较小。但信号输入电路与振荡电路相 互影响较大，产生牵引现象。 LC回路谐
(b)信号输入电路和本振电路相互牵 引干扰可能性小，对于本振电路来说 是共基电路，输入阻抗小，不易过激 励，振荡波形较好。但需要较大的本 振注入功率。这种电路应用较多。 (c)共基混频组 态，信号电压 vi 和本振电压均 由射极注入。
因为有iC=βiB` 所以iC随vBE变化的曲线 也与晶体管输入特性曲线 形态相近。 iC随vBE变化的曲线称为 转移特性曲线。 本页完 继续
晶
体
晶体管混频器的输入电压
管 混 把非线性段放大
频
iC
器
静态工作点Q
二、晶体管混频器的工作原理
晶体管混频器在工作时，必须 保证本机振荡频率v0远大于外来 信号频率vs 。 变频器工作时，送至晶体管的 输入电压为 vBE= VBB+v0+vS