三极管混频电路
双栅场效应管混频电路
双栅场效应管混频电路1. 引言混频电路是一种将两个或多个不同频率的信号进行混合处理的电路。
双栅场效应管（Dual Gate Field Effect Transistor，简称DG-FET）是一种常用于射频放大和混频器应用的器件。
本文将介绍双栅场效应管混频电路的原理、特点和应用。
2. 双栅场效应管基本原理双栅场效应管是一种三极管，由两个栅极和一个漏极组成。
其工作原理与普通场效应管类似，但具有更高的增益和线性度。
其中一个栅极称为输入栅极（G1），另一个栅极称为控制栅极（G2）。
通过调节控制栅极电压，可以改变DG-FET的传输特性。
3. 双栅场效应管混频电路结构双栅场效应管混频电路由输入匹配网络、输出匹配网络和双栅场效应管组成。
输入匹配网络用于匹配输入信号源的阻抗，输出匹配网络用于匹配负载的阻抗，以提高功率传输效率。
双栅场效应管作为混频器的核心部件，负责将输入信号进行混频处理。
4. 双栅场效应管混频电路工作原理双栅场效应管混频电路的工作原理如下：1.输入信号经过输入匹配网络进入DG-FET的输入栅极（G1）。
2.控制栅极（G2）的电压调节DG-FET的传输特性，控制输出信号的幅度和相位。
3.输入信号和控制信号在DG-FET内部相互混合，产生混频效果。
4.输出信号经过输出匹配网络传送到负载。
5. 双栅场效应管混频电路特点双栅场效应管混频电路具有以下特点：•宽带特性：双栅场效应管具有较宽的工作带宽，可以处理多个不同频率的信号。
•高增益：由于双栅结构，DG-FET具有较高的增益，可以放大微弱的输入信号。
•低噪声：DG-FET具有低噪声系数，适用于对噪声要求较高的应用。
•线性度好：双栅结构使得DG-FET具有良好的线性度，适用于需要高精度的应用。
6. 双栅场效应管混频电路应用双栅场效应管混频电路广泛应用于射频领域，包括通信、雷达、无线电等领域。
具体应用包括：•射频信号放大：双栅场效应管可以将微弱的射频信号放大到适合后续处理的级别。
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
三极管混频器
通信电子线路课程设计说明书三极管混频器院、部：学生姓名：指导教师：职称：专业：班级：完成时间：混频器在现代通信中的应用非常的广泛，融入了人们的生活当中。
是现代通信中一个不可或缺的。
混频器通过改变频率来达到应有的目的，即变频。
本次课程设计采用三级管混频器，电路简单，变频增益高。
输入两个高频信号，通过三极管混频电路和选频回路，最后可以得到一个差频信号。
采用9014三极管，用中周来充当选频回路，本设计结构简单，性能相对较为稳定，成本低，使用滑动变阻器改变静态工作点，使其工作在非线性工作区域，是发射极注入、基极输入式变频电路。
关键词：混频器；三极管；选频Application of mixer in modern communication is very wide, into people's lives. The modern communication is an indispensable. The mixer to achieve the desired objective by changing frequency, variable frequency.This course is designed with three pipe mixer, simple circuit, high conversion gain. Input two high-frequency signal, pipe mixer circuit and frequency selection circuit through the pole, and then we can get a difference frequency signal. The 9014 triode, used in the weeks to act as a frequency selective circuit, this design has the advantages of simple structure, performance is relatively stable, low cost, the use of a sliding rheostat change the static working point, which works in the nonlinear area, is the emitter injection, base input type frequency conversion circuit.Key word: mixer;transistor;frequency目录第一章三极管混频器的设计内容及要求 (1)设计内容 (1)设计要求 (1)混频器工作原理及系统框图 (1)三极管混频器的设计方案 (3)第二章电路设计及其原理分析 (4)本地振荡电路 (4)混频电路 (6)第三章三极管混频器的仿真和调试 (9)仿真软件介绍 (9)混频器电路的仿真 (9)实物调试 (10)总结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)附录 (13)附录 A (13)附录 B (14)附录 C (14)附录 D (15)第一章 三极管混频器的设计内容及要求设计内容在本次课程设计中采用了Multisim 仿真软件对三极管混频器进行设计及绘制，并模拟仿真。
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及优缺点。
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及组成框图---------5第三节三极管混频器的工作波形及变频前后频谱图------8第二章晶体管混频器的电路组态及优缺点------10第一节三极管混频器的电路组态及优缺点-------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。
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。
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。
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• 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。
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
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：
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
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。
12级通信工程一班二组
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）
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。
射极电流（mA） 0.714
变频增益(倍) 2.2
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பைடு நூலகம்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