3晶体管混频电路
混频电路
Us：输入信号（小信号） UL：本振振荡器产生的一个等幅的高频信号（大信号） Ui：差频信号 带通滤波器：一般用LC谐振回路实现滤波功能
混频器分类： • 根据所用器件不同：二极管混频器、晶体管混 频器、场效应管混频器、差分对混频器 • 根据电路结构不同：单管混频器、平衡混频器、 环形混频器 晶体管混频器： • 变频增益G=Vo/Vi（输出中频信号幅度/输入 高频信号幅度），最高一般为6-8倍，不超过 10倍。 • 工作频率范围几十兆。频率越高，增益越小。
晶体管混频电路
张益楠
实验目的、仪器
1、目的 进一步学习变频电路的相关理论 掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法 2、仪器 三极管混频电路实验板 示波器 万用表 LC 晶体正弦波振荡器模块
变频器
• 在通信技术中，经常要进行频率变换。 • 例如：在超外差中波接收机中，把载频位于535 kHz～1605kHz的高频调幅信号通过变频，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电路（变频器）。
• 变频：上变频和下变频 上变频：频率从低频变到高频，和频 下变频：频率从高频变到低频，差频 • 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，下变频。 • 特点： 频率变换； 中心频率改变，波形不变，调制方式不变。
• 一个振幅较大的振荡电压和一个振幅较小的外来 信号同时加到作为时变参量线性电路的器件上， 输出端取两个信号的和频或差频，即可实现变频。 • 如果器件本身即能产生振荡电压又能完成频率变 换，则成为自激式变频器或简称变频器。 • 如果器件本身仅实现频率变换，本振信号由外器 件产生，则成为混频器。包括产生本振信号的器 件在内的整个电路，称为他激式变频器。
场效应管混频器： • 变频增益G=Vo/Vi 一般3-4倍。 • 工作频率范围几百兆。非线性失真最小。 • 非线性失真：频率变换中除了产生需要的频率， 还会产生不需要的频率分量，这些不需要的频率 分量引发非线性失真。场效应管的输出特性符合 平方律特性，产生的频率分量少，非线性失真小。 二极管混频器： • 无变频增益 • 优点：组合频率少，动态范围大，噪声小，本地 振荡电压c：混频器输出的中频信号功率 Pi与输入信号功率Ps之比。增益越大，接收机的 灵敏度越高。 Pi K pc Ps Psi Pni Fn 2、噪声系数 Pso Pno 输入端高频信号噪声功率比与输出端中频信号噪 声功率比的比值。噪声系数越小，电路性能越好。
3、混频失真与干扰 混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外，还存 在各种非线性干扰，如组合频率、交叉调制和互相调 制、阻塞和倒易混频等。 对混频器不仅要求频率特性好，还要求变频器件工作 在非线性特性不过于严重的区域，使之即能完成频率 变换，又能抑制各种干扰。 4、选择性 选择性是指混频器选取出有用的中频信号而滤除其他 干扰信号的能力。选择性越好输出信号的频谱纯度越 高。选择性主要取决于混频器输出端的中频带通滤波 器的性能。
实验步骤
1、首先确定静态工作点电流IE： a 不要在In1和In2端加信号，直接用万用表测VE （R3两端直流电压，推荐在3.5-4V范围， IE在0.30.8mA范围） b 断电，用万用表测R3 c IE=VE/R3 2、调输入信号： • In1：信号电压（VS）频率10.245MHz 高频信号发生器产生（峰峰值200mV左右） • In2：本振电压（VO）频率10.7MHz 高频信号源模块或LC 晶体正弦波振荡器模块产生 （峰峰值1V左右， J2断开，J1、J3连接，调幅值用 RW1）
调节LC谐振回路的电容、中周，用示波器测量输出 信号（Vi）频率是否为455KHz? 若用示波器观察，注意探头调至×1档 3 、测量混频器的电压增益（VS=200mV） G=输出的中频信号幅度/输入的高频信号幅度 测量此时对应的电压增益 调节RW1,改变IE，测两组对应的电压增益。
4、测量在输入信号VS逐渐增大的情况下，混频器的 电压增益G E.g： VS=50mV ， 100mV，200mV时，对应的增 益G 5、当in1端信号电压VS的频率调节至11.155MHz时， 输出端波形会有何变化（此时的峰峰值调节至 200mV）？（镜像干扰）
实验电路
晶体三极管混频电路
R5 RW1 C4 C5 R1 K
+12
TP3
C2* CV B2
OUT
LE D1
TP1
J C1
IN1
C3 R2
TP2
IN2
R4
R3
A8-0808
• 基极输入信号电压，发射极注入本振电压 • in1：信号电压频率10.245MHz 高频信号发生器产生 • in2：本振电压频率10.7MHz LC 晶体正弦波振荡器模块产生 （J2断开，J1、J3连接） • 集电极：LC谐振回路，选频滤波功能：滤波器 • 基极电阻R1、R2 、RW1，决定VB • 射极电阻R3，决定Vc • C1、C2：隔直流通交流
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。
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
三极管混频电路
实验报告册课程: 高频电子线路实验实验: 三极管混频电路班级: 09电信2班姓名: 林小龙学号: 20090662224 日期: 年月日一、实验目的①通过实验熟悉三极管混频电路的工作原理。
②掌握三极管混频电路的混频增益的测试方法。
二、实验原理混频, 又称为变频, 是一种信号频率变换过程, 指将信号的某一个频率或频段变换成我们需要的另一种频率或频段。
能完成这种频率变换过程的电路就叫做变频器, 也称混频器。
三极管混频电路是超外差接收机中广泛应用的电路。
它的主要特点通过混频（变频）实现高频信号的频率变换。
从而将一个较大的频率空间内的接收频率转变成为一个固定的较低的频率。
因而，主放大电路可以按照这个频率进行设计，从而保证整机的增益、通带等性能指标。
实验电路如图1-1所示。
接收到的高频信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的基极。
本机振荡信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的发射极。
由于三极管的非线性作用，将产生一个差频信号（中频）由集电极输出并由LC谐振回路选出。
送到中频放大电路。
图1—1 三极管混频电路三、实验电路图1-1所示电路为实验电路，它是本振信号从发射极注入式的晶体管混频电路。
具有较高的混频增益。
本实验电路要求完成的技术指标：输出中频f I=465KHz，通频带2△f0.7=6KHz，增益A>20dB，R L=1 kΩ。
电路主要元件参数：晶体管CS9018，β=60，查手册知在f0=300MHz，I C=2mA，Vcc=9V 条件下测得y参数为g ie=2mS，Cie=12PF，goe=250μs，Coe=4pF，yfc=40mS，yre=350μS。
如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作为参考。
要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。
中频变压器参数：L=4μH，Q0=100，P1=0.6，P2=0.3。
回路电容C1=10PF，C2=(5～20)PF，在调谐过程中使用微调电容C2，调整中心频率。
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。
晶体三极管混频电路实验
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。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法二、实验使用仪器1．三极管混频电路实验板2．200MH泰克双踪示波器3 .FLUKE万用表4. 频谱分析仪（安泰信）5. 高频信号源三、实验基本原理与电路1. LC振荡电路的基本原理在通信技术中，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，常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455KHz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混频器的电路模型混频器的电路模型如图2-1所示。
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。
其中二极管混频器又可以分为二极管平衡混频器和二极管环形混频器等，目前二极管混频器的集成电路已经在市面上广泛使用。
二极管混频电路的主要特点是：1.混频电路本身没有增益。
2.混频后出现的非线性分量较少。
3.混频电路的输入信号线性范围较大。
三极管混频电路和场效应管混频电路相比：1.具有较大的电压增益。
2.电路噪声和非线性分量较多. 3. 场效应管混频电路的工作频率更高。
模拟乘法器可以实现两个输入信号的乘积，模拟乘法器后面加上带通滤波器就可以形成混频电路。
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U S 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，本实验采用晶体三极管作混频电路实验。
高频实验二 晶体三极管混频电路实验报告
实验二晶体三极管混频电路实验一. 实验目的1.理解变频电路的相关理论。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。
二. 实验使用仪器1．三极管混频电路实验板2．200MH泰克双踪示波器3 .FLUKE万用表4. 频谱分析仪（安泰信）5. 高频信号源三、实验基本原理与电路1. LC振荡电路的基本原理在通信技术中，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。
完成这种频率变换的电路称变频器。
2.实验电路晶体三极管混频电路实验电路如图2-2所示。
本振电压U L频率为(10.7MHz)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为10.245MHz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(Fi=F L-Fs)信号由晶体三极管的集电极输出。
输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频Fi=F L-Fs=10.7MHZz-10.245MHz=455KHz。
C4C3R3R1C2*B2R4C5R5LED1K +12RW1R2C1CVJ晶体三极管混频电路TP1IN1TP3OUTTP2IN2A8-0808电路基本原理：电容C1是隔直电容，滑动变阻器RW1和电阻R1,R2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，电阻R3是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie 。
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，并有一定的功率增益。
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电流放大倍数 ，从而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。
电阻R4是混频器的负载电阻。
电容C3，C4是混频器直流电源的去耦电容。
同时混频电路的电压增益还和本振信号的幅度有关。
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。
[整理版]晶体管混频电路
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。
混频电路原理
混频电路原理
混频电路是一种电子电路，用于将两个或多个不同频率的信号进行混合，生成新的频率组合。
混频电路通常有两个输入端和一个输出端。
混频电路的原理是利用非线性元件的特性。
非线性元件在电路中工作时，会产生交叉项，这些交叉项就是混频电路中所需的。
在混频电路中，通常使用非线性元件如二极管或晶体三极管作为混频器。
其中，二极管主要用于低频混频，晶体三极管则用于高频混频。
混频电路的基本原理是将两个输入信号通过非线性元件进行混合，产生新的频率组合。
混合后的信号中包含了原始信号的和差频率，可以通过滤波器将所需的频率分离出来。
混频电路主要有两种工作方式，即单边带调制（SSB）和双边
带调制（DSB）。
单边带调制的混频电路可以将信号的一边带滤波掉，只保留所需的频率。
双边带调制的混频电路则输出两个频率的信号。
混频电路在通信领域有很多应用，如无线电广播、电视和通信系统中的频率转换等。
它能够将不同频率的信号进行处理和转换，实现信号的接收和发送。
总之，混频电路利用非线性元件的特性，将两个或多个不同频
率的信号混合，生成新的频率组合。
它在通信领域中起着重要的作用，能够完成信号的处理和转换。
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。