晶体管混频电路
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
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。
混频器电路工作原理
混频器电路工作原理
混频器电路是一种用于频率变换的电路，其工作原理主要是利用非线性电阻元件的特性，将两个不同频率的信号混合在一起，输出得到两个输入信号的和频信号和差频信号。
在混频器电路中，常用的非线性元件有二极管、晶体管等。
以二极管混频器为例来说明其工作原理：
1. 工作偏置：对二极管进行偏置使其在正向截止区工作，即保持二极管处于反向偏置状态。
2. 输入信号：将两个不同频率的输入信号分别输入到二极管的两个端口，其中一个信号为射频信号(RF)，另一个信号为本振信号(LO)。
3. 非线性特性：二极管在正向截止区具有非线性特性，当输入射频信号和本振信号通过二极管时，非线性特性会导致二极管产生交叉调制效应。
交叉调制过程实际上是两个频率信号相乘的过程。
4. 输出信号：经过交叉调制后，二极管产生了和频信号
(RF+LO)和差频信号(RF-LO)。
通常情况下只取其中一个也可
以称之为产品信号。
5. 滤波：由于混频器产生了很多杂散频率，需要通过滤波器对输出信号进行滤波，保留所需的和频信号或差频信号。
总结起来，混频器电路的工作原理主要包括非线性调制、交叉调制和滤波等过程。
通过将不同频率的输入信号经过非线性元件相乘，得到和频信号和差频信号，进而实现频率变换的功能。
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 晶体管混频电路
实验五晶体管混频电路
一、实验目的 1.熟悉晶体管混频电路的基本工作原理。
2.了解混频电路的多种类型及构成,分析实验现象。
3.二、实验仪器 1.模拟双踪示波器CS－4135A
4.一台2.数字双踪示波器TDS－1002B 一台
5.3.数字万用表VC88E 一台4.DDS函数信号发生器DG1022
一台 5.实验电路板G6 一块三、实验原理及电路晶体管混频电路是一种具有较高变频增益的电路，在中短波接收机和测量仪器中曾被广泛的应用。
混频电路的功能是将载波频率为fs(非固定频率)的调幅波不失真地变换为另一载波频率fi(固定中频频率)的调幅波，而保持原调制信号不变。
混频电路的原理框图见图5-1所示。
混频电路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的高频信号uo，并与输入信号us经混频电路混频，产生的差频信号经窄带通滤波器鉴出。
四、实验内容及数据分析本实验电路的特点是输入信号与本振信号分别从基极和发射极注入，相互干扰产生的牵引现象可能性小，输入阻抗小，不易过激励，输出波形好，失真小。
1.静态工作点的测量接通12V电源，测量晶体管V1、V2、V3的工作电压，判断晶体管电路是否工作正常。
调节RP1、RP2使晶体管V1、V3的基极电压约为3.8V，用万用表测量V1、V3的发射极的电压，约为3.1V左右，V2的基极电压约为1.7V，V2的发射极电压约为1V，若工作点的电压没有大的出入，即可确定实验电路工作正常。
2.中频放大的选频特性(1)测量输出信号的幅度（或峰峰值）和记录波形。
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
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
[整理版]晶体管混频电路
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晶体管混频电路一．实验目的1．了解调幅接收机的工作原理及组成2．加深对混频概念的认识。
二．实验原理混频电路是超外差接收机的重要组成部分，它的作用是将载频为f C的已调信号u S(t)不失真地变换成载频为f I的已调信号u I(t)（固定中频），其电路框图如图一所示。
它是将输入调幅信号u S(t)与本振信号（高频等幅信号）u L(t) 同时加到变频器，经频图1 混频电路框图率变换后通过滤波器，输出中频调幅信号u I (t)，u I (t) 与u S(t) 载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率f C变换成中频频率f I。
混频器有很多种，在高质量的通信接收机中常采用二极管环形混频器和双差分对混频器，而在一般的广播接收中则通常采用晶体管混频器。
本实验电路采用的是晶体三极管混频电路，本振信号由晶体振荡器产生，其频率为6.965MHz，混频后成生的中频信号频率为465KHz。
完整的电路中还包括包络检波电路，可以观察到变频后的包络和检波后还原的低频信号波形。
混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)的完整实验电路见图2。
三．实验仪表设备1．双踪示波器2．万用表3．XFG-7高频信号发生器(或其他可成生调幅信号的高频信号源)4．高频电路学习机5．混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)图2 混频（调幅接收）电路、调频接收电路四．实验内容及步骤1．晶体本机震荡电路的调整⑴按图连接好+12V电源。
将J3的1、2端断开，暂时不要使本振信号接入混频电路。
⑵用示波器在TP3处观察波形，其最大不失真波形应接近6V，最小振荡电压大约为0.5V左右，调整CT2，可改善振荡器的谐振条件。
⑶调整Rp3，使输出电压为1.4V左右待用。
2．接收回路的调整将扫频仪的输出探头和检波探头同时接到TP1，调整T1或CT1，使输入回路谐振在6.5MHz。
6.5MHz3．中放电路及混频电路的调整⑴用RP1、RP2电位器调整晶体管V1和V2的工作点，使V1e为0.6V，V2e为1V。
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。
晶体管混频器实验报告
晶体管混频器实验报告
实验目的：通过搭建晶体管混频器电路，学习混频器的工作原理和特点，掌握其在无线电通信中的应用。
实验器材：晶体管、电容、电感、电源、示波器等。
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成一个信号的电路。
在混频器中，晶体管扮演着开关的角色，完成信号的混合。
当两个信号进入混频器时，它们会经过晶体管的交替导通和截止，产生一个新的信号，其频率为两个输入信号的差值。
实验步骤：
1.根据电路图连接电路。
2.接通电源，调节电源电压至合适值。
3.将信号源接入电路中。
4.调节示波器，观察输出波形。
5.改变输入信号频率，观察输出波形。
6.记录实验数据，分析实验结果。
实验结果：通过实验可知，晶体管混频器可以将两个不同频率的信号混合成一个信号，并输出到示波器上。
当输入频率分别为1MHz 和3MHz时，混频器输出的信号频率为2MHz。
同时，改变输入信号频率可以得到不同的输出信号频率。
实验结论：晶体管混频器是一种常用的无线电通信电路，其混频效果优异，可以将不同频率的信号混合成一个信号，实现信号的转换和处理。
在实践应用中，晶体管混频器广泛应用于无线电接收、发射、
调制等领域。
混频器的工作原理
混频器的工作原理
混频器是一种电子设备，用于将多个频率不同的信号进行混合并输出。
其工作原理主要涉及两个重要的电路：输入电路和混频电路。
输入电路是将多个信号输入到混频器中的电路。
每个输入信号都经过放大器进行放大，然后经过带通滤波器进行滤波，以去除其他频率的干扰信号。
放大后的信号被分配到混频电路中的不同通道。
混频电路是混频器的核心部分，用于将多个输入信号进行混合。
混频电路通常由一对互相垂直的交流耦合晶体管组成。
这两个晶体管的输入端分别连接到输入电路中的两个通道。
当输入信号进入晶体管时，会产生两个相位正交的电流。
这两个电流会通过晶体管中的非线性元件（如PN结）进行非线性混合。
非线性混合会产生新的频率成分，包括两个输入频率之和、差以及其他互调产物。
通过选择不同的晶体管工作点和采用合适的滤波器，可以实现对特定频率的混频输出。
混频输出信号经过放大器进行放大，然后经过低通滤波器去除不需要的高频成分。
最后，混频器的输出信号可以通过调节输入信号的幅度、频率和相位，实现不同频率信号的混合和处理。
这种工作原理广泛应用于无线通信、雷达、广播电视等领域，为多频信号的处理提供了有效的方法。
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。
晶体管混频器.
(c)共基混频组态，信 号电压和本振电压均 由射极注入。
+ v0 -
vi
(d)共基混频组态，信 号电压由射极注入， 本振电压由基极注入。
本页完 继续
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 晶体管转移特性曲线 晶体管输入特性曲线
Q
O
VBB
晶体管转移特性曲线
vBE
信号 输入 + vs -
+ 本机 振荡
v0
中 vi 频 输 出 本页完 继续
晶
体
三、晶体管混频器的增益
管
混
频
iC
器
三、晶体管混频器的增益
混频器输出的差频电流ii的值为 g1 ii=Vsm — cos(ω0-ωs)t 2 其中g1是晶体管在差频时的跨导
ii是混频器输出的中频电流 Vsm是混频器输入信号电压振幅 g1 ii的振幅为 Ii =Vsm — 2 gc的具体表达式是通过 Ii g1 上式变形为 — = — 信号 实验得出的经验公式。 中 Vsm 2 输入 + vs + v vi 频 Ii/Vsm反映混频器的放大能力， 0 输 Vs是混频器接收到的 称为变频跨导gc，与本振无关。 出 本机 输入信号的幅值。 振荡 gc= Ii/Vsm = g1/2 本页完 继续
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。
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
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。
晶体三极管混频器.ppt
同样可定义变频功率增益为输出中频信号功率PI
与输入高频信号功率Ps之比,即
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
K pc
P1 Ps
通常用分贝数表示变频增益,有
Kvc
20lg U1 Us
(dB)
K pc
10lg U1 Us
(dB)
2)
混频器的噪声系数NF定义为
NF
输入信噪比(信号频率) 输出信噪比(中频频率)
Ic0(t) (gm0 gm1 cosLt gm2 cos 2Lt )us (10―93)
经集电极谐振回路滤波后,得到中频电流iI
i1
1 2
gm1U s
cos(L
c )t
1 2
gm1U s
cos1t
gCUs cos1t I1 cos1t
(10―94)
图10.―100 (a)中波AM收音机的变频电路 (b)FM收音机变频电路 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
图10.―100 (a)中波AM收音机的变频电路 (b)FM收音机变频电路 《高频电路原理与分析》
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图10.―102为二极管环形混频器,其输出电流io为
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
4)变频压缩(抑制) 在混频器中,输出与输入信号幅度应成线性关系。 实际上,由于非线性器件的限制,当输入信号增加到一定 程度时,中频输出信号的幅度与输入不再成线性关系,如 图10.―55所示。
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第10章振幅调制、 解调及混频
中 频输 出 电 平/d B
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晶体管混频电路
一．实验目的
1．了解调幅接收机的工作原理及组成
2．加深对混频概念的认识。
二．实验原理
混频电路是超外差接收机的重要组成部分，它的作用是将载频为f C的已调信号u S(t)不失真地变换成载频为f I的已调信号u I(t)（固定中频），其电路框图如图一所示。
它是将输入调幅信号u S(t)与本振信号（高频等幅信号）u L(t) 同时加到变频器，经频
图1 混频电路框图
率变换后通过滤波器，输出中频调幅信号u I (t)，u I (t) 与u S(t) 载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率f C变换成中频频率f I。
混频器有很多种，在高质量的通信接收机中常采用二极管环形混频器和双差分对混频器，而在一般的广播接收中则通常采用晶体管混频器。
本实验电路采用的是晶体三极管混频电路，本振信号由晶体振荡器产生，其频率为 6.965MHz，混频后成生的中频信号频率为465KHz。
完整的电路中还包括包络检波电路，可以观察到变频后的包络和检波后还原的低频信号波形。
混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)的完整实验电路见图2。
三．实验仪表设备
1．双踪示波器
2．万用表
3．XFG-7高频信号发生器(或其他可成生调幅信号的高频信号源)
4．高频电路学习机
5．混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)
图2 混频（调幅接收）电路、调频接收电路
四．实验内容及步骤
1．晶体本机震荡电路的调整
⑴按图连接好+12V电源。
将J3的1、2端断开，暂时不要使本振信号接入混频电
路。
⑵用示波器在TP3处观察波形，其最大不失真波形应接近6V，最小振荡电压大
约为0.5V左右，调整CT2，可改善振荡器的谐振条件。
⑶调整Rp3，使输出电压为1.4V左右待用。
2．接收回路的调整
将扫频仪的输出探头和检波探头同时接到TP1，调整T1或CT1，使输入回路谐振在6.5MHz。
6.5MHz
3．中放电路及混频电路的调整
⑴用RP1、RP2电位器调整晶体管V1和V2的工作点，使V1e为0.6V，V2e为1V。
⑵将f m=465KHz，峰-峰值为60mV的中频电压加至P1端，短接J1的1、2端，同
时将示波器探头连接到TP4观察输出波形，调整两级中周的磁帽，使输出波形
幅值最大（大约2V），且失真最小，波形上不得有叠加的毛刺。
由于中周变压器
在出厂时已做过调整，故此处只宜微调，而不应过度调整。
⑶将高频信号源（XFG-7）的输出信号调整为f S=6.5MHz，峰峰值为60mV的等幅
信号，将f S从TP1端输入，同时将J3的1、2端短接，使本振信号加至混频管
的发射极。
仔细调整晶体管V1和V2的工作点，在输出端会得到一465KHz的
中频电压，其幅值大约为2V，此步骤有时需调整本机振荡的输出电压的幅度。
⑷将高频信号源（XFG-7）的输出信号调整为调幅波，调制度大约在30%，在TP4
端可以得到频率为465KHz的包络信号，此时可能会发生限幅现象，只要仔细调
整RP1、RP2电位器和天线回路的CT1(或T1的磁芯)，就会得到比较理想的包
络信号。
除有必要，一般不需要再调整中周变压器。
若在TP5端观察可得到解
调后的低频信号（幅值大约为200mV p-p）。
4．注意事项：
⑴调整过程须仔细，不要过度调整中周变压器的磁帽和T1的磁芯，以免损坏。
⑵调整时务必避免出现中频自激现象，否则难以完成实验。
五．实验报告要求
1. 整理测量数据和结果，画出波形图。
2. 分析如果输入信号f S的频率为7.430MHz时，会产生什么样的结果?。