三极管混频电路.
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步骤一、输入信号的频率为10MHz,本振信号的频 率为10.455MHz,两者的频率差为455kHz,仿真观 察输出信号的波形及频率(波形记录如下)
将时间轴调小,将图形放大了测量其幅值
该变频增益为 Vi/Vs=2.164V/0.998V=2.2
步骤二、在仿真过程中增加射极电流 Ie的值,观察混频器变频增益的变化, 和输出波形的变化。(噪声,失真度)
变频器组成图如下
调幅波频率形图和混频前后的频 谱原理图:
三级管混频器实验原理电路图
电容Cin1、Cin2、Cout为信号输入和输出的耦合电容(隔直电容),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。
VCC L Rb1 Cin1 Cout vin1 R b2 Cin2 C
射极电流(mA) 0.714
变频增益(倍) 2.2
பைடு நூலகம்
0.798 1.17
8.137 10.7
2.3
14.7
• 规律总结:随着射极电流的增大,电路的 变频增益也逐渐增大。但是随着射极电流 的增大,混频电路的噪声系数会急剧增加, 受噪声影响输出波形有很多毛刺(如下 图)。因此,射级电流也不能太大。
• 晶体管需要设置一个合适的直流工作点, 才能保证混频器电路正常工作,有一定 的电压增益。通常,适当的增加晶体管 射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交 流放大倍数,增大混频器电路的变频增 益。但Ie过大,混频电路的噪声系数会 急剧增加。对于混频器电路,一般控制 Ie在0.2-1mA之间。
步骤三、在仿真过程中增加本振信 号的幅度,保持输入信号幅度1V不 变观察混频器变频增益的变化,和 输出波形的变化。(噪声,失真度)
本振信号幅度(V) 3 变频增益(倍) 2.2 5 3.8 7 4.2 10 5.1
规律总结:变频增益随着本振信号电压幅度的变大而增加。
Vo=3v
Vo=5v
Vo=7v
电阻元件Rb1、Rb2、Re 决定晶体管的工作点
Re
Ce
电路中的电感 L和电容C组成 的谐振电路起 Vout 选频作用,在 产生的组合频 vin2 率中选择所需 要的中频输出 信号。
去耦电容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。
下图为仿真时的电路图:
滑动变阻器R4和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻, 用来决定晶体管基极的直流电压
一个瓷片电 容和一个电 解电容并联, 则起滤波作 用。瓷片电 容滤除高频, 电解电容器 滤除低频, 使输出的直 流信号纹波 和干扰更小, 有利于降低 电路噪声。
电阻R1是射极直流负反馈电阻,决定了晶体管射极的直流电流Ie。
Vs=3v
Vs=4v
思考
• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本振信
号幅度(输入信号幅度不变)的增大而增大,当 增大到一定程度后又逐渐减小?
问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号要
远远大于输入信号?
??
• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本 振信号幅度(输入信号幅度不变)的增大 而增大,当增大到一定程度后又逐渐减小? • 答:输入信号幅度不变时,逐渐增加本振信 号的幅度,刚开始由于本振信号的幅度较 小,晶体管的变频跨导较小,此时随着本 振信号幅度的增加,晶体管的变频跨导也 逐渐增加,混频器的变频增益逐渐增加。 当本振信号幅度达到一定大小时,再增加 本振信号的幅度,晶体管工作点的变化更 加剧烈,晶体管的变频跨导就会逐渐下降, 混频器的变频增益也逐渐下降,并且混频 器的噪声系数会大大增加。
Vo=10v
步骤四、在仿真过程中保持本振信号的幅度 5V不变,增加输入信号的幅度,观察混频器 变频增益的变化,和输出波形的变化。(噪 声,失真度)
输入信号幅度(V) 1 变频增益(倍) 3.8 2 2.2 3 1.5 4 1.3
规律总结:变频增益随着输入信号幅度的增加而减小。
Vs=1v
Vs=2v
12级通信工程一班二组
三极管混频电路
三极管混频电路
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。本振信号用于产生一个 等幅的高频信号UL ,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。
• 问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号 要远远大于输入信号? • 答:输入信号电压很小,那么无论它工作 在特性曲线的哪个区域,都可以认为特性 曲线是线性的,而本振信号电压相对很大 的话,可以认为器件参量基本上是受本振 信号控制的,即在这种情况下可以认为器 件的跨导随简谐振荡电压周期性改变,从 而起到混频的作用。