课程设计混频器

高频电子线路课程设计报告

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摘要

混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路，又如电视差转机收发频道的转换，卫星通讯中上行、下行频率的变换等，都必须采用混频器。由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。

本文通过MC1496构成的混频器来对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号.

要变成38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路，又如电视差转机收发频道的转换，卫星通讯中上行、下行频率的变换等，都必须采用混频器。由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。

本文通过MC1496构成的混频器来对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号.

目录

●摘要 (1)

●一．概述 (4)

●二. 方案分析 (5)

●三．单元电路的工作原理 (7)

●1．LC正弦波振荡器 (7)

●2．模拟乘法器电路 (8)

●3．选频﹑放大电路 (9)

●四．电路性能指标的测试 (11)

●五．课程设计体会 (13)

●参考文献 (14)

●附录Ⅰ总电路图 (16)

●附录Ⅱ元器件清单 (17)

一．概述

混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。直放式接收机是高频小信号检波，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（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，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。因为放大功能主要放在中放，因此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。在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、 频谱分析仪等）的重要组成部分。

混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图1所示。

振荡器输出一频率为1f =10MHz 、幅值0.2V ＜m U 1＜1V 的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，2f =10MHz 、幅值m U 2=200mV ，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz 的正弦波信号。

图1 混频器原理框图

二. 方案分析

对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，

二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。

混频电路的基本组成模型及主要技术特点：

混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。

混频电路的组成模型及频谱分析

图a是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。分别是相乘电

路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。当为接收机混频电路时，其中U

s

(t)是已

调高频信号。U

l (t)是等幅的余弦型信号，而输出则是U

i

(t)为中频信号。

混频电路的基本原理：

^ 图2中，U s (t)为输入信号，U c (t)为本振信号。U i (t)输出信号。

分析：当st sm s cos U (t)U ψ= 则(t)(t)U U (t)U c s p = = ct cm st sm cos U cos U ψψ = ct st cos cos Am ψψ 其中：cm sm U U Am =

对上式进行三角函数的变换则有

()t c st 1p cos cos Am t U ψψ=：)t]-(c s)t c [cos( Am 2

1s c ψψψψos ++

从上式可推出，U p (t)含有两个频率分量和为(ψc +ψS )，差为(ψC -ψS )。若选频网络是理想

上边带滤波器则输出为]t Amcos[

21(t)U s c i ψψ+=． 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：

]t -Amcos[2

1(t)U s c i ψψ=．

工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc >>ψS ．往往混频器的选频网

络为下边带滤波器，则输出为差频信号，]t -Amcos[

21(t)U s c i ψψ=为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。规定混频跨导的计算公式：混频跨导g ：输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。

该电路由LC 正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。LC 正弦波振荡器产生的10MHz 正弦波与高频信号源所产生的8MHz 正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz 的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz 的正弦波信号。混频器电路如图3所示。