晶体三极管混频器.ppt
第六章----混频器PPT课件
听到的声音：哨叫——干扰哨声
干扰的原因：组合频率干扰
qfs pfL = fI
pfL qfs = fI
pfL + qfs ：恒大于fL
pfL qfs ：无意义 -
25
3. 抑制方法：
组合频率分量电流振幅随 (p + q) 的增加而迅速减小，因 而，只有对应于 p 和 q 为较小值的输入有用信号才会产生明 显的干扰哨声，将产生最强干扰哨声的信号频率移到接收频 段之外，就可大大减小干扰哨声的有害影响。
变频器：
混频器：
优点：电路简单，节省元 件。
缺点：本振信号频率易受 输入信号频率的牵引，电 路工作状态无法使振荡和 混频都处于最佳情况，一 般工作频率不高。
-
优点：由于本振和混频由 不同器件完成，从而便于 同时使振荡和混频都处于 最佳状态，且本振信号频 率不易受牵引。
缺点：元件多，电路较复 杂。
5
为什么要变频？
此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减 器、调制器等。
8
5
9
6
3
1
4
2
(a)
(b)
封装环形混频器- 的外形与电路
21
6.5 混频干扰
混频必须采用非线性器件，在产生所需频率 之外，还有大量的不需要的组合频率分量，一 旦这些组合频率分量的频率接近于中频有用信 号，就会通过中频放大器，经解调后，在输出 级产生串音、哨叫和各种干扰。
优点： 1、动态范围较大
2、组合频率干扰少
3、噪声较小
4、不存在本地辐射
5、电路结构简单
缺点： 无变频增益 -
16
6.4 二极管混频器
一、二极管平衡混频器
晶体三极管混频器.ppt
(a)
1 k
1 k
＋ 8V
V2 输出
1.2 k
－ 12 V
0.0 01F
10 0 mV 0.0 01F uL us
51
51
10 k 10 k
50 k 调零
ZL 100 H 5～ 80pF
0.0 1F ZL
23
10 0H
7
9.5 H 9 MHz 输出
8
6 0.0 01F L1
它有两个输入电压输入信号u其工作频率分别为f高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频图1051混频器的功能示意图高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频图1052a调制b解调c混频高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频设输入到混频器中的输入已调信号u108510810高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频图1053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1087高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频图1054a本振频谱b信号频谱c输出频谱高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频1088同样可定义变频功率增益为输出中频信号功率p之比即高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频通常用分贝数表示变频增益有108910901091输入信噪比信号频率输出信噪比中频频率1092高频电路原理与分析第10章振幅调制解调及混频变频器的失真有频率失真和非线性失真
《高频电路原理与分析》
(10―89) (10―90) (10―91)
(10―92)
第10章振幅调制、 解调及混频
3) 变频器的失真有频率失真和非线性失真。除此之 外,还会产生各种非线性干扰,如组合频率、交叉调制和 互相调制、阻塞和倒易混频等干扰。所以,对混频器不 仅要求频率特性好,而且还要求变频器工作在非线性不 太严重的区域,使之既能完成频率变换,又能抑制各种干 扰。
高频电路基础第6章-混频器ppt课件
2021/7/25
.
18
减少输出中无用分量的方法
混频器中只需n=2的交叉乘积项中含有的和频或差频分量是 需求的，其他一切组合频率分量都是无用输出。为了阻止无用 输出，实践的混频器在以下几方面采取措施： 在输出端用滤波器取出需求的频率成分，抑制无用输出 在电路构造上采取一定的抵消、补偿等手段消除无用输出 改动非线性器件任务形状
第6章 混频器
.
频谱变换
调制：将音讯信号调制到载波上
调制
fC
解调
信息信号的频谱
f 已调信号的频谱
变频：将已调信号改动到另一个载频。根据改动前后的频率 高低，分成上变频和下变频
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上变频 下变频
.
f
2
变频的作用
改动载波的频率〔上变频、下变频〕，到达某个需 求的频率。
经过变频，可以实现对不同频率的输入信号以同一 个频率进展放大，从而满足对于增益、带宽、矩形 系数等一系列目的
iC (t) gm (t) vRF gm (t) VRF cosRFt
其中
gm (t)
io vi
io iQ (t )
称为时变跨导
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.
22
将时变跨导展开：
gm (t) g0 g1 cosLOt g2 cos 2LOt ...
其中：
gn
211ggm m(t()tc)dos((nLt)Lt)d (Lt)
(1
vgs VGS (off
)
)2
I DSS
(1
VGSQ
VL
cos Lt
VGS (off
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
混频器原理分析
郑州轻工业学院课程设计任务书题目三极管混频器工作原理分析专业、班级学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：一、主要内容分析三极管混频器工作原理。
二、基本要求1：混频器工作原理，组成框图，工作波形，变频前后频谱图。
2：晶体管混频器的电路组态和优缺点。
3：自激式变频器电路工作原理分析。
4：完成课程设计说明书，说明书应含有课程设计任务书，设计原理说明，设计原理图，要求字迹工整，叙述清楚，图纸齐备。
5：设计时间为一周。
三、主要参考资料1、李银华电子线路设计指导北京航天航空大学出版社2005.62、谢自美电子线路设计·实验·测试华中科技大学出版社2003.103、张肃文高频电子线路高等教育出版社 2004.11完成期限：2010.6.24-2010.6.27指导教师签名：课程负责人签名：2010年6月20日目录第一章混频器工作原理------------------------------------------4第一节混频器概述------------------------------------------------4第二节晶体三极管混频器的工作原理和组成框图---------5第三节三极管混频器的工作波形和变频前后频谱图------8第二章晶体管混频器的电路组态和优缺点------10第一节三极管混频器的电路组态和优缺点-------第二节三极管混频器的技术指标------第三章自激式变频器电路工作原理分析--------------------12第一节自激式变频器工作原理分析---------------------12第二节自激式变频器与他激式变频器的比较------------------------13 第四章心得体会---------------------------------------14第五章参考文献---------------------------------------15第一章混频器工作原理第一节混频器概述1.1.1混频器简介变频（或混频），是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。
晶体三极管混频器
通信电子线路课程设计说明书题目系、部：电气与信息工程系学生姓名：**指导教师：贾雅琼职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0903班完成时间：2011-12-11摘要混频，又称变频，也是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号自某一个频率变换成另一个频率。
完成这种功能的电路称为混频器。
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。
此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器的重要组成部分。
因此，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。
关键词：信号；频率；混频器ABSTRACTFrequency mixing, say again, is also a kind of variable frequency spectrum of linear moving process; it is to make the signal from a certain frequency conversion to another frequency. Complete the functions of the circuit are called the mixer. Mixing technique used widely. The mixer is the super heterodyne key component. Straight put type small signal detection, high-frequency receivers working frequency variation range, the working frequency of high-frequency channels of influence is bigger, a low sensitivity. Using specialized super heterodyne technology after receiving signal frequency mixing into a fixed frequency, put large basic from receive frequency influence, such, frequency signal within the amplification good consistency, sensitivity can do so tall that selective is better also. Because magnifier function mainly in putting can use good filter circuits. Using specialized super heterodyne after receipt and easy to adjust, put large, selectivity consists mainly of intermediate frequency part decision, and intermediate frequency is of high frequency signals low frequency, performance index easily be satisfied. The mixer in some launch equipment is also essential. In frequency division multiple accesses signal synthesis, microwave relay communications, satellite communications, etc system also has its important position. In addition, the mixer is also much electronic equipment, measurement instrument important component.Key words signal；frequency；mixer目录1.三极管混频器的设计内容及要求 (1)1.1设计内容 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计框图及原理说明 (1)1.3.1混频原理框图 (1)1.3.2混频原理说明 (1)2. 设计电路及原理与仿真 (3)2.1本地振荡电路 (3)2.1.1振荡起振条件 (3)2.1.2电路及电路参数选择 (3)2.1.3电路仿真 (5)2.2混频电路 (6)2.2.1混频原理电路 (6)2.2.2晶体管混频器电路类型 (7)2.2.3设计电路及电路参数选择 (8)2.2.4电路仿真及调试 (9)总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录I (15)附录II (18)1.三极管混频器的设计内容及要求1.1设计内容在本次通信电子线路课程设计中我采用了Multisim仿真软件对三极管混频器进行设计及绘制，并模拟仿真，在仿真的基础上再做了实物。
高频第7章混频电路ppt课件
双极型晶体三极管混频器根本电路的交流通道 :
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.
VT
+- uc +- uL
(a)
CL
共基极混频电路：
VT
+-uc uL+(b)
C L
VT +- uc +- uL
3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
uΩ
乘法器
uDSB 带通滤波器
uc
〔2〕检波
uDSB
乘法器 uc
〔3〕混频 uDSB
= uc
乘法器
2Ωma x
ωo
低通滤波器
uΩ
Ωmax
带通滤波器
uI
uL ωc
2 Ωmax
ωI=ωL-
ωL
ωC
ωI=ωL-ωc
混频器主要性能目的
1.混频增益
vR F
非线性 器件
带通滤 波器
vIF
vL
本机O振 荡器
混频器的普通构造框图
2 混频器任务原理 混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。
uc (t)
uc
t
混频器 uI uL
uc的频谱
uL (t)
t
Fc-F fc fc+F
f uL的频谱
uI (t) t
uI的频谱
fI-F fI fI+F
f
有两个输入信号：
第六章小结
• 调角信号的根本概念，包括定义、表达式、频谱 构造、有效带宽及功率等参数。
高频电子课程设计晶体管混频器
目录目录 (1)第一章混频器的工作原理分析 (2)第一节三极管混频器的工作原理及组成框图 (2)第二节三极管混频器的工作波形及变频前后频谱图 (4)第二章晶体管混频器的电路组态及优缺点 (5)第一节三极管混频器的电路组态及其优缺点 (5)第二节三极管混频器的技术指标 (6)第三章自激式变频器电路工作原理分析 (9)第一节自激式变频器工作原理分析 (9)第二节自激式变频器与他激式变频器的比较 (10)第四章心得体会 (11)第一章混频器的工作原理分析第一节三极管混频器的工作原理及组成框图1.1 组成框图变频（混频）是将高频信号经过频率变换，变为一个固定的频率。
通常指将高频信号的载波频率从高频变为中频,同时必须保持其调制规律不变。
具有这种功能的电路称为混频电路或变频电路，亦称为混频器或变频器。
一般变频器应由四部分组成，即输入回路、非线性器件、带通滤波器和本机振荡器组成，如图1-1所示，图中本机振荡器用来提供本振信号频率f L。
输入高频调幅波s v，与本振等幅波L v，经过混频后输出中频调幅v。
输出的中频调幅波与输入的高频调幅波的调制规律完全相同。
亦即波i变频前与变频后的频谱结构相同，只是中心频率由f s改变为f i，亦即产生了频谱搬移。
图1-1 晶体管混频器的组成框图混频器工作原理：晶体三极管混频器的原理性电路如图1-2所示，在发射结上作用有三个电压，即直流偏置电压BB v 信号电压s u 和本振电压L u 。
为了减小非线性器件产生的不需要分量，一般情况下，选用本振电压振幅U U SM LM ，也就是本振电压为大信号，而输入信号电压为小信号。
在一个大信号L u 和一个小信号s u 同时作用于非线性器件时，晶体管可近似看成小信号的工作点随大信号变化而变化的线性元件，如图1-5所示。
1t 时刻，在偏压BB v 和本振电压L u 的共同作用下，它的工作点在A 点，此时s u 较小。
因此，对s u 而言，晶体管可以被近似看成工作于线性状态。
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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
us( fc ) 混频器 uI( fI )
uL( fL )
0
t
0
t
(a)
f
0
fc
f
0
fL
f
0
fI
(b)
图10.―51 混频器的功能示意图 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
0
f
0
f
fc
(a)
f fc
0
f
fc
0
f
0
f
(b)
0
f
fc
《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。
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
I＝L－c
L＋c
图10.―54 (a)本振频谱 (b)信号频谱 (c)输出频谱
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
3．
1)
变 频 电 压 增 益 定 义 为 变 频 器 中 频 输 出 电 压 振 幅 UI 与高频输入信号电压振幅Us之比,即
Kvc
U1 Us
(10―88)
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)
《高频电路原理与分析》
(10―89) (10―90) (10―91)
(10―92)
第10章振幅调制、 解调及混频
3) 变频器的失真有频率失真和非线性失真。除此之 外,还会产生各种非线性干扰,如组合频率、交叉调制和 互相调制、阻塞和倒易混频等干扰。所以,对混频器不 仅要求频率特性好,而且还要求变频器工作在非线性不 太严重的区域,使之既能完成频率变换,又能抑制各种干 扰。
0
f
0
f
fL
fI
(c)
图10.―52
(a)调制(b)解调(c)混频 《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
2
设输入到
混频器中的输入已调信号us和本振电压uL分别为
us=UscosΩtcosωct
uL=ULcosωLt
这两个信号的乘积为
usuL UsUL cos t cosLt
c ) (
c )]
1 2
[Fs
(
c
)
Fs (
c
)]
(10―87)
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
|FL()|
－L
0
L
(a)
|Fs()|
－c
0
c
(b)
|Fo()|
－ ( L＋c)
－I＝ －(L－c) 0 (c)同样可定义变来自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)
gm (t) cosLdLt
gC
1 2
gm1
1
2
gm (t) cosLdLt
(10―9 10)
(10―97)
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
gm
gm(t )
③
gc
①②
④
0 0
Eb ①
ube ′ 0 ube
②
③
④ t
t0
c
图10.―57 gC～UL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
变频跨导gC=gm1／2,gm1只与晶体管特性、直流工 作点及本振电压UL有关,与Us无关,故变频跨导gC亦有上 述性质。由式(10―94),有
gC
输出中频电流振幅 输入高频电压振幅
I1 Us
1 2 gm1
(10―95)
1
gm1
第10章振幅调制、 解调及混频
第10章 混频
10.1 混频 10.2 混频器的干扰
《高频电路原理与分析》
第10章振幅调制、 解调及混频
10.3
10.3.1 混频的概述 1． 混频器是频谱线性搬移电路,是一个六端网络。它
有两个输入电压,输入信号us和本地振荡信号uL,其工作 频率分别为fc和fL输出信号为uI,称为中频信号,其频率是 fc和fL的差频或和频,称为中频fI,fI=fL±fc(同时也可采用 谐波的差频或和频)。
中 频输 出 电 平/d B
3d B
3d B压 缩 电平
输 入电 平/d B
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) 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。