高频课程设计—混频器
ADS射频电路课程设计——混频器设计与仿真
为了增加仿真 分析的方便性 ，ADS软件提 供了仿真模板 功能，让使用者可以 将经常重复使 用的仿真设定 （如仿真控制器 、电压电流源、变量参数设定等）制定成一个模 板，直接使用，避免了重复设 定所需的时间 和步骤。结果显示模板 也具有相同的 功能，使用者可以将 经常使用的绘 图或列表格式 制作成模板以 减少重复设定 所需的时间。除了使用者自 行建立外，ADS软件也 提供了标准的 仿真与结果显 示模板可供使 用。
2.1.4 电路包络分析 （Circui t Envelo pe）
电路包络分析 包含了时域与 频域的分析方 法，可以使用于包 含调频信号的 电路或通信系 统中。电路包络分析 借鉴了SPI CE与谐波平 衡两种仿真方 法的优点，将较低频的调 频信号用时域 SPICE仿 真方法来分析 ，而较高频的载 波信号则以频 域的谐波平衡 仿真方法进行 分析
卷积分析方法 为架构在SP ICE高频仿 真器上的高级 时域分析方法 ，藉由卷积分析 可以更加准确 的用时域的方 法分析于频率 相关的元件，如以S参数定 义的元件、传输线、微带线等。
2.1.2 线性分析
线性分析为频 域的电路仿真 分析方法，可以将线性或 非线性的射频 与微波电路性参数，如S、Z、Y和H参数、电路阻抗、噪声、反射系数、稳定系数、增益或损耗等 （若为非线性元 件则计算其工 作点之线性参 数），在进行整个电 路的分析、仿真。
目前ADS所 提供的设计指 南包括：WLAN设计 指南、Blueto oth设计指 南、CDMA20 00设计指南 、RF System 设计指南、Mixer设 计指南、Oscill ator设计 指南、Passiv e Circui ts设计指南 、Phased Locked Loop设计 指南、Amplif ier设计指 南、Filter 设计指南等。除了使用AD S软件自带的 设计指南外，使用者也可以 通过软件中的 Design Guide Develo per Studio 建立自己的设 计指南。
高频电路基础混频器
设法在负载上提取此项，可以完成信号的n次方或相乘等非线 性运算结果。
2020/7/15
高频电路基础
6
非线性电路的频率变换作用
当v1和v2都是简谐信号时，输出信号的 (v1＋v2)n 项为
iDn an (V1m cosw1t V2m cosw2t)n an (V1m cosw1t)n nan (V1m cosw1t)n1V2m cosw2t ... ... nanV1m cosw1t(V2m cosw2t)n1 an (V2m cosw2t)n
所以，在 (v1＋v2)n 项中将出现输入信号中所没有的频率成分
wn = | pw1±qw2 |，其中 p + q = n ，称为组合频率输出信号
当只有一个输入信号时，(v1＋v2)n 项退化为vsn，此时的输出
信号中含有频率为wn = nws的成分，即输入信号的 n 次倍频
信号
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频谱变换
调制：将消息信号调制到载波上
解调 信息信号的频谱
调制
fC
f 已调信号的频谱
变频：将已调信号改变到另一个载频。根据改变前后的频率 高低，分成上变频和下变频
上变频 下变频
f
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高频电路基础
1
变频的作用
改变载波的频率（上变频、下变频），达到某个需 要的频率。
通过变频，可以实现对不同频率的输入信号以同一 个频率进行放大，从而满足对于增益、带宽、矩形 系数等一系列指标
8
假定由偏置电阻确定的偏置电压为VBB，则将 iC 在工作点附近展 开（3次项及以上忽略）后，有
高频电子线路课程设计_晶体管混频器设计
《通信电子线路》课程设计说明书晶体管混频器院、部：学生姓名：指导教师：职称讲师专业：通信工程班级：学号：完成时刻： 2012年12月摘要现代通信技术在人们日常生活中占据愈来愈重要的地位。
混频电路作为无线传输体系中不可缺少的重要部份，被普遍应用于各类通信设备中，以实现信号频谱的搬移。
在调制系统中，输入的基带信号都要通过频率的转换变成高频已调信号。
在解调进程中，接收的已调高频信号也要通过频率的转换，变成对应的中频信号。
专门是在超外差式接收机中，混频器应用最为普遍，如AM 广播接收机将频率为535KHZ一1605KH的已调信号变成465KHZ中频信号，电视接收机将频率为48．5M一870M 的已调图象信号变为38MHZ的中频图象信号。
在本次课程设计中，本小组选择设计一个三极管混频器，当输入信号为10MHz正弦波、本振信号为16.455MHz正弦波时，混频器能输出频率为6.465MHz 左右的正弦波。
设计结果大体知足本次设计要求。
关键词: 混频；晶体管ABSTRACTModern communication technology in People's Daily life occupy an increasingly important position. Mixing circuit as a wireless transmission system is an essential part, is widely applied in various communication equipment, in order to realize signal spectrum of the move. In the modulation system, the input of the baseband signal are through frequency conversion into high frequency modulated signal. In the demodulation process, receiving high frequency modulated signal also should pass frequency conversion, into the corresponding intermediate frequency signal. Especially in the superheterodyne receiver, mixer are widely used, such as AM radio receiver will frequency for 535 KHZ a 1605 kh of modulated signal into 465 KHZ intermediate frequency signal, TV receiver will frequency is 48.5 M a 870 M of the modulated signal is transformed into the image of the intermediate frequency image signal . In this course design, the team chose to design a triode mixer, when the input signal for 10 MHz sine wave, the vibration signal is 16.455 MHz sine wave, mixer can output frequency is 6.465 MHz or so sine wave. Design results are basically meet the design requirementsKeywords: mixing; transistor目录1 方案论证 01.1 课题设计任务及功能要求 01.2 三极管混频电路方案分析 01.2.1 方案一 01.2.2 方案二 01.2.3 方案三 01.3 三极管混频器方案确信 02 硬件电路设计 (2)2.1 混频电路 (2)2.1.1 混频电路工作原理 (2)2.1.2 静态工作点的选取 (4)2.1.3 选频网络的参数设置 (4)3 电路仿真及结果分析 (5)3.1 Multisim 11 软件简介 (5)3.2 仿真电路 (5)3.3 仿真结果 (6)3.3.1 仿真结果分析 (8)4 电路板的制作与调试 (9)4.1 电路板的制作 (9)4.2 电路板的调试 (9)4.2.1 调试进程的波形图记录 (9)4.2.2 三极管混频器的误差分析 (11)终止语 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录A:元件清单 (15)附录B:电路原理图 (16)附录C:PCB图 (17)附录D:实物图 (18)1 方案论证1.1 课题设计任务及功能要求设计一个三极管混频器，要求输入信号为10MHz 正弦波，本振信号为16.455MHz 正弦波，混频输出为6.465MHz 的正弦波。
高频实验报告_正弦振荡器和混频器
电容C（pf）
振荡频率f(MHZ)
输出电压VP-P(v) 输出幅度（v)
10
8.998
0.312 0.156
50
13.387
1.36 0.68
100
10.651
1.84 0.92
150
9.347
2.36 1.18
200
9.524
1.68 0.84
250
8.726
2.20 1.10
300
8.264
2.40 1.20
9 D01
LED
9 TP 0 3
音频输出
9 C 08
OUT12
9 L0 1
1
9 C 06
9 P0 3
9 C 05 9 C 09
VCC
GND
GND9
VCC
GND
+12 V
1 2V
+12 V
-1 2 V
9K1 +12 V
+12 V1
9 L0 2
9 C 13
9 R 13
9 C 11
9 TP 0 4
9 Q01
1
调幅输入
9 R 03
9 R 07
9 R 04 9 R 01
8
10
1
9 R 08
4
9 R 09
9 U01
GADJ
GADJ
CAR+
CAR-
OUT+ 6
SIG+
OUT- 12
SIG-
BIAS 5
VEE MC 1 49 6
9R9 9 R 05 9 R 10
9 R 06 OUT12
9 C 04
高频课程设计--混频器电路设计
高频课程设计--混频器电路设计三峡大学高频电子线路课程设计名称：混频器电路设计院系：理学院专业：光信息科学与技术姓名：学号：完成时间：2012/12/25成绩：摘 要混频电路是高频电子线路课程必须掌握的关键电路。
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。
本文详细的介绍了混频电路的设计过程，并且用Multisim 软件对设计的电路进行了仿真测试，结果符合要求，以下是电路的设计要求。
振荡器输出一频率为10MHz 1 f 、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混频器原理框图关键词: 混频电路 Multisim 软件 模拟乘法器正弦波振荡器 模拟 乘法器 选频、 放大电路高频信号源一、总体设计方案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。
混频电路的基本原理：图2中：U s (t)为输入信号，Uc(t)为本振信号，Ui(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 s)t c [cos( Am 21cos cos Am t U s c t c st 1p ψψψψψψos ++== 从上式可推出，Up(t)含有两个频率分量和为(ψc+ψS)，差为(ψC-ψS)。
高频电路基础第6章-混频器ppt课件
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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
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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
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。
8.混频器电路的设计
四、进程安排
12月9号课设号电路图理论分析、设计
12月11号仿真分析
12月12号仿真分析
12月13号整理、撰写说明书，进行测试或答辩
五、主要参考资料
[1]曾兴文、刘乃安、陈健．高频电子线路．北京：高等教育出版社，2007
[2]张肃文等．高频电子线路（第四版）．北京：高等教育出版社，2004
2013~2014学年第一学期
《高频电子线路》课程设计
任务书
题目混频器电路的设计
班级
姓名
学号
指导教师
电气工程系
2013年12月9日
高频电子线路课程设计任务书
一、设计题目、内容及要求
1.设计题目：混频器电路的设计
内容及要求：
1．原理分析及电路图设计
2．用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试
(1)输入信号频率f0=16.455MHz，本振信号频率f1=14MHz左右，中频频率f2=2.455MHz（f2=f0-f1）；
(2)电源电压Vcc=9V；
(3)混频器工作点连续可调；
(4)混频输出波形目测无失真。
二、设计原始资料
模拟电子线路、通信电路；软件Multisim 10；计算机一台
三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）
设计说明书1份，不少于2000字，应包含混频器电路的设计的原理、设计电路、相关软件Multisim 10介绍、仿真电路、仿真波形分析。
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《通信电子线路》课程设计说明书混频器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：***指导教师：张松华职称副教授专业：电子信息工程班级：电子1201班学号： **********完成时间：2014.12.222014年12月摘要模拟相乘器的主要技术指标是工作象限、线性度和馈通度。
工作象限是指容许输入变量的符号范围。
只容许ux和uy均为正值的相乘器称为一象限的,而容许ux和uy都可以取正、负值的则称为四象限的。
线性度是指相乘器的输出电压uO与输入电压ux(或uy)成线性的程度。
馈通度是指两个输入信号中一个为零时，另一个在输出端输出的大小。
混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号。
在通信接收机中, 混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频(一般称为中频)的高频已调波信号, 而保持其调制规律不变。
例如, 在超外差式广播接收机中, 把载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号, 把载频位于88 MHz～10.8MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号, 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。
由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。
此设计就是利用仿真软件，采用模拟相乘器实现混频电路的。
关键词：模拟相乘器；混频电路ABSTRACTThe mixer in communication engineering and radio technology, application is very extensive, in modulation system, the input of baseband signal are throughfrequency conversion into a high frequency modulated signal. In the demodulation process, the received modulated high frequency signal afterfrequency conversion, into intermediate frequency signals corresponding to.Especially in the superheterodyne receiver, mixer is widely used, such as AMradio receiver will be amplitude modulated signal 535KHZ- a 1605KHZ to become 465KHZ IF signal, image signal television receiver will have a 870M48.5M to become 38MHZ of intermediate frequency image signal. In mobile communication, a frequency and the two frequency etc..In the transmitter, in order to improve the stability of transmitting frequency, uses the multistagetype transmitter. With a low frequency of the quartz crystal oscillator as the main oscillator, generating the main oscillation signal of a frequency is verystable, and then through the frequency plus or minus, multiply, divide intoradio frequency, we must use a mixer circuit, such as converting TV transposer transceiver channel, the uplink, downlink frequency in satellitecommunication transform, must be in the mixer. Thus, mixing circuit is the key module of Applied Electronic Technology and professional radio must master.Key words anlog mixer; mixer circuit目录绪论 (1)1 系统分析 (3)1.1 设计课题任务 (4)1.2 课题基本原理 (5)1.3 混频电路分类 (6)1.4 混频电路的实际运用 (7)2 单元电路工作原理 (8)2.1 模拟乘法器 (9)2.2 混频器 (10)2.3 选频电路 (11)3 电路性能指标测试 (15)4 结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)绪论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。
混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。
除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把次中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。
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。
此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了LC谐振回路以及RC二阶有源滤波器，以实现对干扰信号的有效抑制。
1 系统分析1.1 设计课题任务设计一混频电路要求输入信号为10MHz正弦波，本振信号为16.465MHz正弦波，输出为465KHz的正弦波，谐振回路选用465KHz的中周。
1.2 课题基本原理混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。
如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度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，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。
它的功能是将已调波好的载波频率变化换成固定的中频载频率。
而保持其调制规律不变，也就是说它是一个线性频率谱搬电路，对于调幅波、调频波或调相波通过变频电路后仍然是调幅波，调频波或调相波。
只是其载波频率变化了，其调制规律是不变的。
混频电路输入是载频为fc的高频已调波和频率为fL的本地振荡信号。
经过非线性器件变频后输出端有两个信号的差频fL-fc、和频fL+fc，及其他频率分量，经滤波器电路取出有用分量。
混频器常用在超外差接收机中，它的任务是将已调制（调幅或调频）的高频信号变成已调制的中频信号而保持其调制规律不变。
该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。
MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。
本次课程设计电路中采用＋12V，－9V供电。
VR19（电位器）与R95（10KΩ）、R96（10K Ω）组成平衡调节电路，调节VR19可以使乘法器输出波形得到改善。
CP5为6.5MHz 选频回路，输入信号频率为fs＝10MHz，本振频率fo＝16.455MHz。
变频是频谱的变化，经过混频，高频已调波变成中频已调波，只是把已调波的频谱从高频率位置到了中频率位置，输入信号中每个频率分量的位置及相对大小、相互间距不发生变化，当应注意高频率已调波的上、下边频搬到中频位置后，分别成了下、上边频。
1.3 混频电路分类混频电路是基于某些器件的非线性远离工作的，其核心部件就是非线性元件。
根据所用器件不同，混频器主要有：1）晶体管混频器；2）二极管混频器；3）场效应管混频器；4）差分对混频器。
根据电路结构分有：1）单管混频器；2）平衡混频器；3）环形混频器。
1.4 混频电路的实际运用超处差式接收机的主要特点是，把被接收的已调波信号的载波的频率ωc先变为频率较低的（或较高的）但是固定不变的中间频率ωi（称为中频），而其振幅的变化规律保持不变，即是由低频调制信号Ω来决定，然后利用中频放大器加以放大送至检波器进行检波。
解调出与调制信号UΩ(t) 线性关系的输出电压。
随后通过低频电压放大、功率放大、由扬声器还原为原来的声音，因为中频放大器的中心频率是固定不变的，中频放大器容易取得较大的增益和近似理想的选择性曲线。
而接收器的主要放大倍数由中频放大承担所以整机增益在接收频率范围内，高端和底端的差别就会很小，即易于获得较高的灵敏度和临道选择性。
对于调谐来说需要对混频器的选频输入回路和本机振荡器进行同步调谐，这是容易实现的。
2 单元电路工作原理2.1 模拟乘法器用模拟乘法器实现混频，就是在Ux 端和Uy 端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理框图为图一 混频原理框图设载波信号表达式调制信号表达式为 则乘法器输出的DSB 调幅信号的表达式为2.2 混频器图二为晶体管混频器，该电路主要由VT8（3DG6或9014）和6.5MHz 选频回路（CP3）组成。
10K 电位器（VR13）改变混频器静态工作点，从而改变混频增益。
输入信号频率fs ＝10MHz ，本振频率fo ＝16.455MHz ，其选频回路CP3选出差拍的中频信号频率fi ＝6.5MHz ，由J36输出。
()cos m U t U tΩΩ=Ω()t U t U c cm c ωcos =()()()[]tt mU t t mU t U c cm c c cm Ω=Ω-+Ω+=cos cos cos cos 210ωωω图二晶体管混频电路图三为平衡混频器，电路中采用＋12V，－9V供电。