高频混频电路
高频电路工作原理
高频电路工作原理工作原理是指高频电路的基本原理和工作方式。
高频电路是指工作频率在几百千赫兹到几十兆赫兹范围内的电路。
它在无线电通信、雷达、微波炉、电视等领域有着广泛的应用。
本文将着重介绍高频电路的工作原理及其相关概念。
一、高频电路的基本原理高频电路主要由三部分组成：信号源、信号处理电路和负载。
信号源产生高频信号，并通过信号处理电路对信号进行调节和处理，最后将信号传递给负载进行相应的工作。
1. 信号源信号源产生高频信号，可以是振荡器或其他高频信号产生器。
高频信号的频率一般在几千千赫兹（kHz）到几十兆赫兹（MHz）之间，可以通过频率调节电容器或电感器来调节。
2. 信号处理电路信号处理电路对高频信号进行调节和处理，以满足不同应用的需求。
常见的信号处理电路包括放大器、滤波器、混频器等。
放大器用于放大信号的幅度，滤波器用于过滤掉不需要的频率成分，混频器用于将两个不同频率的信号进行混频。
3. 负载负载是高频电路中需要进行工作的部分，可以是扬声器、天线、发射机等。
负载的特性对高频电路的工作有着重要的影响，需根据工作要求进行选择和设计。
二、常见的高频电路1. 放大器电路放大器是高频电路中常见的组件，用于放大输入信号的幅度。
常用的放大器电路有共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
其中，共射放大器是最常用的一种，其工作原理是通过控制输入电流来调节输出电流。
2. 滤波器滤波器用于过滤掉不需要的频率成分，使目标频率的信号得以通过。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
它们通过选择合适的电容、电感和电阻组合实现信号的滤波。
3. 混频器混频器用于将两个不同频率的信号进行混频，得到新的频率信号。
它常用于无线电通信系统中的频率转换和变频器中。
混频器的原理是将两个输入信号相乘，然后通过滤波器提取所需的频率成分。
三、高频电路的特点1. 多径效应在高频电路中，电磁波在传播过程中会遇到多径效应，即信号会按照不同路径到达目标地点，导致信号间的干扰和传输损耗。
高频电子线路第6章振幅调制解调及混频
Pmax Pc (1 m)2 Pmin Pc (1 m)2
(6―14)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2.
在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边 带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘 得到,其表示式为
uDSB (t) kf (t)kf (t)uC 在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct （6―5）
上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情
况下进行的,而一般传送的信号并非为单一频率的信号,
例如是一连续频谱信号f（t）,这时,可用下式来描述调
幅波:
uAM (t) UC[1 mf (t)]cosct
（6―6 ）
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
(e)
《高频电路原理与分析》
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
图6―1 AM调制过程中的信号波形
Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+mcosΩt)
混频、中频等高频知识
混频器变频（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。
具有这种功能的电路称为变频器（或混频器）。
一般用混频器产生中频信号：混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。
由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。
当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。
混频器的分类从工作性质可分为二类，即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。
从电路元件也可分为三极管混频器和二极管混频器。
从电路分有混频器（带有独立震荡器）和变频器（不带有独立震荡器）。
混频器和频率混合器是有区别的。
后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起，不产生新的频率。
在雷达接收机中，射频信号就是指从天线接收到的未混频前的信号，其载频就是雷达的工作频率；射频信号经过混频下变频到某个几十K到几百兆的某个中频段就成为中频信号；中频信号去掉载频，经A/D采样就成为零中频信号，也就是视频信号。
雷达信号在射频和中频部分都是单通道实信号，信号形式是一样的，只是载频不同。
在视频部分，为了保留相位信息，中频信号经过正交双通道处理成为两路相位相差90度的实信号，即复信号。
我认为中频信号检波后即为视频信号，检波就是上面所说的“中频信号去掉载频”，即解调无线通信中接收到的高频信号为什么要通过一个混频器转换成中频信号？我觉得有这么几个原因吧1 是中频频率较低处理简单一些，比如采样，采样率可以低一些，滤波器也容易设计2 是中频之后就是固定频率了，滤波器之类可以设计成窄带的，而不像前端那样宽带3 应该是最初的原因，因为最初中频并不一定比接收频率低如果不采用中频信号,而直接把信号变频到基带的话,那么我们采用的技术叫做零中频率技术,这个技术可以节约成本,并且采样率还可以降低,但是缺点比较多:I/Q不平衡,直流成分啊,实现起来比较有难度,所以现在运用不多,但是零中频技术运用在变速率通信中比较有优点,比如CDMA中; P1 l/ V/ a% H( Q& B所以我们一般还都是采用超外差式,优点基本上就是上面所说的那样RF 射频射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。
二极管双平衡混频器(高频电子线路实验报告)
二极管双平衡混频器一、实验目的1、掌握二极管双平衡混频器频率变换的物理过程。
2、掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0和工作电流I e对中频转出电压大小的影响。
3、掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。
4、比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。
二、实验内容1、研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。
2、研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。
三、实验仪器1、1号板1块2、6号板1块3、3 号板1块4、7 号板1块5、双踪示波器1台四、实验原理与电路1、二极管双平衡混频原理图1 二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器的电路图示见图1。
图中V S 为输入信号电压，V L 为本机振荡电压。
在负载R L 上产生差频和合频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出）。
二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。
图1中的变压器一般为传输线变压器。
二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。
众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为⋯+⋯++=-=n TT T S S V vn V v V v I eI i Tv)(1)(21[)1(2！！ 当加到二极管两端的电压v 为输入信号V S 和本振电压V L 之和时，V 2项产生差频与和频。
其它项产生不需要的频率分量。
由于上式中u 的阶次越高，系数越小。
因此，对差频与和频构成干扰最严重的是v 的一次方项（因其系数比v 2项大一倍）产生的输入信号频率分量和本振频率分量。
用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。
双平衡混频器的输出仅包含（p ωL ±ωS ）（p 为奇数）的组合频率分量，而抵消了 ωL 、ωC 以及p 为偶数（p ωL ±ωS ）众多组合频率分量。
三极管混频器——高频课程设计
高频电子线路课程设计说明书三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：罗佳指导教师：贾雅琼职称讲师专业：电子信息工程班级：电信0901班学号：09400230123完成时间：2011年6月7日摘要混频，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。
关键字：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 is called the mixer. Mixing technique used widely. The mixer is the superheterodyne 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 sensitiity. Using specialized superheterodyne 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 superheterodyne 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 access signal synthesis, microwave relay communications, satellite communications, etc system also has its important position. In addition, the mixer is also many electronic equipment, measurement instrument important component.Key words signal；frequency；mixer目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1、混频器工作原理及系统框图 (4)2、主要部分电路图及原理分析 (5)2.1本地振荡电路 (5)2.1.1振荡器起振条件 (5)2.1.2电路参数选择及性能分析 (6)2.2变频电路 (7)2.2.1混频原理 (7)2.2.2电路参数选择及性能分析 (9)2.3中频滤波网络 (10)3、仿真及结果................................................................................................................... 错误！未定义书签。
高频电路设计
高频电路设计Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!是电子工程领域中一项重要的研究方向，它涉及到的频率范围一般在几百兆赫兹至几夸兆赫兹之间。
在通信、雷达、卫星导航等领域，高频电路的设计应用广泛，因此对于工程师来说，了解高频电路设计的原理和方法是非常必要的。
一、高频电路设计的基础知识在进行高频电路设计之前，首先需要了解一些基础知识。
高频电路的特点是在设计时需要考虑电磁波的传输和辐射效应，因此对于传输线、滤波器、功率放大器、混频器等组件的特性要有深入的了解。
高频课件 第6章 混频器原理与组合频率干扰(4)
可分解成四个方程，但仅两个有效。 数学表达式为： 数学表达式为： ± pf L ± qf n ≈ f I 可分解成四个方程，但仅两个有效。
PI Apc = Ps
6
◆ 选择性：接收有用信号，排除干扰信号的能力。 选择性：接收有用信号，排除干扰信号的能力。 主要是指：在满足通频带要求的前提下，排除邻近信道干扰 通频带要求的前提下 邻近信道干扰的 主要是指：在满足通频带要求的前提下，排除邻近信道干扰的 能力，取决于中频滤波网络的选频特性。 滤波网络的选频特性 能力，取决于中频滤波网络的选频特性。 混频器位处接收机前端电路， ◆ 噪声系数 ：混频器位处接收机前端电路，其噪声系数对整 机的噪声系数影响极大；因此， 机的噪声系数影响极大；因此，要尽量降低混频器的噪声 系数。措施：① 使用低噪声器件； ②采用模拟乘法器或具 系数。措施： 使用低噪声器件； 有平方律特性的非线性器件。 有平方律特性的非线性器件。
4
二、混频电路的工作原理
任何含有平方项特性的非线性器件，都可以完成变频作用。 任何含有平方项特性的非线性器件，都可以完成变频作用。 平方项特性的非线性器件 为简单， 输入到混频器的两个信号都是正弦波， 为简单，设输入到混频器的两个信号都是正弦波，且混频器 的伏安特性为： 伏安特性为： 特性为 将
i = b0 + b1u + b2u v = us + uL = U s (1 + m cos Ωt ) cos ωC t + U L cos ωL t
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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混频器（变频器）：信号的频率发生变化，从一 频率变换为另一频率。
分类：
(1) 上混频：将已调信号频谱搬移到发射需要的频段。 应用于：发射机
(2) 下混频：将接收信号的频谱从射频段搬移到中频段。 应用于：接收机
1. 混频器的基本结构 混频：频谱的线性搬移电路。
完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号 的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频 谱线性搬移功能。
f p,q pfLO qfm fIF
其中 p, q=0,1,2,3….
主通道：射频信号与本振信号产生中频的通道。 寄生通道：干扰信号与本振信号产生中频的通道。
如果选频器所选择的正常中频信号为: fIF fLO fRF
则可能形成的寄 pfLO qfm fIF 生通道干扰为： pfLO qfm fIF
（3）本振口对中频口的影响：本振大信号使以后的 中频放大器各级过载。
5.阻抗匹配
（1）阻抗匹配
射频口与中频口的匹配可以使与各端口相接的 滤波器正常工作。
（2）每个端口对其他端口的信号力求短路，减小 端口之间的干扰。
7.2 有源混频器电路
晶体三极管混频器
+ vR-F
+
VBB 晶体管的偏置电压 uL-
第7章 混频器原理及电路
一 混频概述 二 混频工作原理 三 混频器的干扰
7.1 概述
•
混频(或变频)是将信号的频率由一
个数值变换成另一个数值的过程。完成
这种功能的电路叫混频器(或变频器)。如
广播收音机，中波波段信号载波的频率
为535kHz～1.6MHz，接收机中本地振
荡的频率相应为1～2.065MHz，在混频
合理选择中频数值，中频选在工作波段之外
② 镜像干扰
当 p=1 , q=1时，则有： fm fLO fIF
（3）互调失真 当混频器的输入口有多个干扰信号同时进入，每个干 扰信号单独与本振信号作用的组合频率不等于中频信 号，但同时作用的组合频率为中频信号。
(rfm1 sfm2 ) fLO fIF
VT
+-uc +-uL
(a)
CL
共基极混频电路：
VT +-uc +-uL
由于器件的非线性特点，混频器输出电流中包含了 众多的组合频率分量。 当组合频率分量落在中频带宽内，就形成对有用中 频信号的干扰，引起失真。
（1）干扰哨声
混频器的中频为： fIF fLO fRF
本振频率与射频频率的各次谐波引起的组合频率会
产生哨声干扰。 fp,q pfLO qfRF fIF F
F可听的音频频率
f 其中 RF 称为混频比。 f IF
减少哨声干扰的方法：
正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰 正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量 采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率 如平衡电路，环形电路，乘法器。
（2）寄生通道干扰
当混频器的输入信号中有干扰信号 fm时，本振信
号会与干扰信号产生中频
fc
fL f
高频调制波 uc 本地振荡信号 uL
一个中频输出信号： uI
|FL()|
－L
0
(a)
|Fs()|
－c
0
c
(b)
|Fo()|
－ ( L＋c)
－I＝ －(L－c) 0 (c)
I＝L－c
L
L＋c
(a)本振频谱 (b)信号频谱 (c)输出频谱
3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系
(1) 调幅(DSB为例)
VT
UB(t) VBB
ic
C L
VCC
在混频过程中，晶体管的跨导随本地振荡信号做周 期型变化，混频管可看成线性参变元件。
当射频信号通过线性参变元件时，产生各种组合频 率分量，经LC选频网络选出中频，实现变频。
双极型晶体三极管混频器基本电路的交流通道 :
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.
凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰 在这类干扰中主要有：中频干扰，镜频干扰
① 中频干扰
当 p=0 , q=1时， fm fIF
即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频 器，可以直接通过混频器进入中频放大电路，并被 放大、解调后在输出端形成干扰。 抑制中频干扰的方法：
提高混频器前级的选择性
在混频器前级增加中频吸收电路
vRF
非线性 器件
带通滤
波器
vIF
vLO
本机振
荡器
混频器的一般结构框图
2 混频器工作原理
混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。
uc (t)
uc
混频器 uI
uc的频谱
t
uL
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：
混频功率增益 :
GP
PIF PRF
根据混频器有 无功率增益
无源混频器： 混频功率增益小于1 有源混频器： 混频功率增益大于1
2 .线性范围
输入射频信号为小信号时，混频器是一个线性 系统。
混频增益是定值，输出中频信号与输入射频信号 的幅度成正比。
当输入射频信号幅度增大时，混频器存在非线 性失真。
3 .混频失真
uΩ
乘法器
带通滤波器
uDSB
uc
2Ωmax
（2）检波
ωo
uDSB
乘法器
低通滤波器
uΩ
（3）混频 uDSB
= uc
ωc
Hale Waihona Puke uc 乘法器uLωL
Ωmax
带通滤波器
uI
2 Ωmax ωI=ωL-ωC
ωI=ωL-ωc
混频器主要性能指标
1.混频增益
混频电压增益:
AV
输出中频电压振幅 输入高频电压振幅
VIF VRF
器中这两个信号的频率相减，输出信号
的频率等于中频频率465kHz。
• 在无线电技术中，混频的应用非常普遍。 在超外差式接收机中，所有输入信号的频率 都要变成中频，广播收音机的中频等于 465kHz，电视接收机的中频等于38MHz。 在发射机中，为了提高发射信号的频率稳定 度，采用多级式发射机，用一个频率较低的 石英晶体振荡器做主振荡器，产生一个频率 非常稳定的主振信号，然后经过频率的加、 减、乘、除运算变换成射频。此外电视差转 机收发频道的转换，卫星通信中上行、下行 频率的变换等等都必须采用混频器。
互调干扰：有两个干扰信号相互作用产生的干扰。
4.端口隔离
理想混频器要求射频口、本振口、中频口相互隔离。 各端口不理想产生的影响：
（1）本振口向射频口的辐射：使本振大信号影响 接收机前端的高频小信号放大器的工作；
（2）射频口对本振口的影响：使射频中的强干扰信 号影响本地振荡器的工作（稳定性、输出功率）；