高频实验报告--实验五 模拟乘法混频

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1、实验五模拟乘法混频一、实验目的1．了解集成混频器的工作原理。2．了解混频器中的寄生干扰。二、实验内容1．研究平衡混频器的频率变换过程。2．研究平衡混频器输出中频电压与输入本振电压的关系。3．研究平衡混频器输出中频电压与输入信号电压的关系。4．研究镜象干扰。三、实验原理在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考频率通常称为本机振荡频率。本机振荡频率可以是由单独的信号

2、源供给，也可以由频率变换电路内部产生。当本机振荡由单独信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。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的高频信号，并与输入信号经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。图5-1相乘混频方框图图5-2混频前后的频谱图图5-1所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，则输出差频信号。图5-2为信号经混频前后的频谱图。我们设信号是：载波频率为的普通调

3、幅波。本机振荡频率为。设输入信号为，本机振荡信号为由相乘混频的框图可得输出电压图5-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。图5-3MC1496构成的混频电路四、实验步骤1．打开电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。2．用实验的信号源做本振信号，将频率（幅度VLp-p=600mV左右）的本振信号从J8处输入（本振输入处），在相乘混频器的输出端J9处用双踪示波器观察输出中频信号波形。3．将频率（幅度VSp-p=300mV左右）的高频信号（由3号板提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变化。4．用示波器观察TH8和T

4、H9处波形。5．改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅度，并填入下表。VSP-P(mV)200300400ViP-P(mV)改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅值，并填入下表。VLP-P(mV)200300400500600ViP-P(mV)7．用频率计测量混频前后波形的频率。8．镜象干涉频率的观测（需外接信号源代替③号板）缓慢将高频信号发生器的输出频率从4.2MHz调至13.2MHz，用示波器的双路观测载波－中频波形变化，并验证下列关系：镜象-载波=2中频9.混频的综合观察（需外接信号源代替③号板）令外接信号源输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2

5、MHz的调幅波，作为本实验的射频输入，本振信号不变，用示波器对比观察J9处的调制信号波形。五、实验结果1．打开电源开关，观察到对应的发光二极管点亮。2．用信号发生器的信号源做本振信号，将频率（幅度VLp-p=600mV左右）的本振信号从J8处输入（本振输入处），在相乘混频器的输出端J9处用双踪示波器观察到没有波形输出。3．使用实验箱自带的信号源将频率（幅度VSp-p=300mV左右）的高频信号（由3号板提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变化。4．用示波器观察到TH9处波形如下5．改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅度VSP-P(mV)300

6、400500ViP-P(mV)376664825波形图如下：改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压的幅值VLP-P(mV)200300400500600ViP-P(mV)464472488504520波形图如下：7．用混频前后波形的频率可见上面系列波形图所示。8．镜象干涉频率的观测缓慢将高频信号发生器的输出频率为4.167MHZ时有波形如下：当缓慢升高输出频率时，中频波形消失，直到13.16MHZ时，波形重新出现，如下：经计算，13.16-4.167≈2*4.5，所以满足关系镜象-载波=2中频9.混频的综合观察令信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波

7、，调制深度为20%，作为本实验的射频输入，本振信号不变，用示波器观察到J9处的调制信号波形如下：六、实验总结1、本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系f镜象-f载波=2f中频本实验中，f中频=f本振-f载波，则有2f本振=f镜象+f载波2、归纳信号混频的过程所谓混频，就是利用非线性元件，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。