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1、选课时间段：周五3、4、5实验报告课程名称：通信电路上机实验实验名称：混频器设计及仿真学生姓名：章仕波学生学号：11081522实验日期：5月24日混频器的设计及仿真一、设计要求及主要指标1、L0本振输入频率：1.45MHz,RF输入频率：1MHz,IF屮频输出频率：450KHZ。2、L0本振输入电压幅度：5V,RF输入电压幅度：0.5Vo3、混频器三个端口的阻抗为50Q。4、木实验采用二极管环形混频器进行设计，二极管采用DIN4148o二、实验电路图K^ir«3rCOUPLING21Lt=L1L2=L2
2、L3=L3叵］K2KLT€3rCOUPLING=•Ll=L4L2=L5L3=L62D1WD3KI——DIN4148CMwD1N4148VOFF■0VAMPL«05FREQ«tggD2WD1N414BVOFF■0VAMPL■5FREQ■1三、实验波形图SOu・54"53・S6ua€0kmi62ua?0u»”u・78u»aVlSU-2)图Ir2的输出电压匕波形160xriV□V(R2:2)Frequency图2/?2两端电压的频谱图频谱图分析：由输击的频谱图可见，环形混频器的输出电压中主要的组合频率分量为：0
3、.45MHZ,2.45MHz,3.35MHz,5.35MHz,6.24MHz,8.25MHz,9.15MHz等等。其中0.45MHZ为差频输出信号，2.45MHz为和频输出信号。图3输入RF信号电压％波形图图4输入RF信号电流Iin波形图由图2可知：输出的中频（0.45MHZ）幅度为：Vif=153.2mV由图3,图4可知输入电压，屯流的幅值分别为：匕=270.8加VJin=4.47加1通过以上数据求岀混频器的混频增益为：心=20log竺2=4.95dBc270.81y2输出的中频功率为：Pn.=—-=0
4、.2347加W2RlRF信号的输入功率为：Pin=£匕厶=0.60524加W所以有混频器的混频损耗为：厶•=10k）g垃=4.11dBP】F对于RF输入端可得到输入阻抗为：Rin=^=60.6Q输入输出电压及电流值%少）Vifl0nV)/ihl(mA)VIE(mV)匕心）Vifl0nV)/VlE(mV)0.154.3/0.8930.51.3670.8/12.39399.200.3162.0/2.6991.81.4711.8/13.58425.20.421&4/3.54122.41.5745.7/14.9
5、2447.50.5270.8/4.47153.21.6773.4/16.37466.30.6322.8/5.40184.02.0845.5/22.80513.60.8431.1/7.25246.52.5901.7/31.65545.41.0525.5/9.30307.43.0937.1/40.87565.21.1578.1/10.2333&03.5963.0/50.24579.21.2625.6/11.25368.05.01014.5/7&89297.3通过MATLAB仿真我们可以得到输入、输出功率(dB
6、m)的关系图，如图5所示。如图5输入输出功率关系图由上图可得，当输入功率超过一定值后，输入输出曲线就偏离了线性特征，由图5可以粗略的估计出PinjdB(dBm)二9・7dBm,Pif.rib(dBm)二4.2dBm，同时根据上图，可以得到当输入功率为OdBm时的中频输出功率值G(OdBm)--3.9dBm：因为理论计算有PiF.idB(dBm)=G(OdBm)一1+Pin.idB(dBm)将Pin.idB(dBm)=9.7dBm,Pif.kib(dBm)=4.2dBm,G(OdBm)=-3.9dBm代入
7、上式，等式基本成立，因此，验证了估计结果。对于混频器的互调失真，在本实验中只定性的分析当混频器输入端同时作用的两个频率不同的信号时，输出端的频谱与单信号输入时频谱的区别。在RF输入端加入两个信号源，选取两个信号的频率在1MHz左右，在这里分别选取/2O.9MHz,fi=1.1MHz,为了便于观察输岀波形，其电压幅度为取Urf二2Vo通过PSpice仿真，我们可以得到输出端用上的电压频谱图，如图6所示。4OOxnV如图6输出电压频谱图由上图可知，在输入端有两个激励信号同时加入到混频器后，在输出的和频和差频附
8、近岀现了很多谐波分量，通过改变随着输入信号的电压幅度可以发现,随着输入电压的增大，输出的谐波分量也会增大。在混频器的性能指标中，有一项重要的指标就是镜像频率干扰，例如在本实验屮，因为触二1MHz,/lo=1.45MHz』f二0.45MHz,则根据镜像频率的概念有镜像频率为A二/rf+2/if=1.9MHzo在RF输入端加入两个激励信号，频率分别为金二1MHz,/k二1.9MHz,两个信号的电压幅度都选取0.5V,则通过仿真，可
