混频电路资料课件.ppt

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1、第4章　振幅调制、解调与混频电路4.3混频电路4.3.1通信接收机中的混频电路4.3.2三极管混频电路4.3.3混频失真4.3混频电路混频地位：超外差接收机的重要组成部分。作用：将天线上感生的输入高频信号变换为固定的中频信号。重要性：靠近天线，直接影响接收音机的性能。种类：①一般接收机：三极管混频器。②高质量通信接收机：二极管环形混频器、双差分对平衡调制器混频器。4.3.1通信接收机中的混频电路一、主要性能指标1．混频增益定义：混频器的输出中频信号电压Vi(或功率PI)对输入信号电压Vs(或功率PS)的比值，用分贝表示(与混频损耗Lc类似)或2．噪声系数定义：输入信号噪声功率比(P

2、S/P’n)i对输出中频信号噪声功率比(PI/Pn)o的比值，即接收机的噪声系数主要取决于它的前端电路，若无高频放大器，主要由混频电路决定。3．1dB压缩电平(PI1dB)图4-3-11dB压缩电平当PS较小时，PI随PS线性增大，混频增益为定值；当PS较大时，PI随PS增大趋于缓慢。定义：比线性增长低1dB时所对应的输出中频功率电平，称1dB压缩电平，用PI1dB表示。4．混频失真来源：①接收机输入端存在的干扰信号；②混频器件非线性，使输出电流包含众多无用组合频率分量，若某些靠近中频，则中频滤波器无法将它们滤除，叠加在有用中频信号上，引起的失真称为混频失真。5．隔离度混频器各端口之

3、间在理论上应相互隔离，确保任一端口上的功率不会窜到其他端口上。实际上，总有极少量功率在各端口之间窜通。4.3.2三极管混频电路一、作用原理1．原理电路图4-3-3三极管混频器L1C1：输入信号回路，调谐在fcL2C2：输出中频回路，调谐在fI本振电压vL=VLmcosLt接在基极回路中，VBB0为基极静态偏置电压。vBE=VBB0+vL+vS2．工作原理将VBB0+vL作为T的等效基极偏置电压，用vBB(t)表示，称为时变基极偏置电压，当输入信号电压vS=Vsmcosct很小，满足线性时变条件时，三极管集电极电流为iCf(vBE)IC0(vL)+gm(vL)vSiCf(vB

4、E)IC0(vL)+gm(vL)vS在时变偏压作用下，gm(vL)的傅里叶级数展开式为gm(vL)=gm(t)=g0+gm1cosLt+gm2cos2Lt+其中，基波分量gm1cosLt与输入信号电压vS相乘gm1cosLtVsmcosct=gm1Vsm[cos(L-c)t+cos(L+c)t]令I=L-c，得中频电流分量为iI=IImcosIt=其中称为混频跨导，定义为输出中频电流幅值IIm对输入信号电压幅值Vsm之比，其值等于gm(t)中基波分量电导幅度gm1的一半。若设中频回路的谐振电阻为Re，则所需的中频输出电压vI=-iIRe，相应的混频增

5、益为AC==-gmcRe3．gmc与VLm和VBB0关系在满足线性时变条件下，三极管混频电路的混频增益与混频跨导gmc成正比。而gmc又与VLm和静态偏置有关。三极管的转移特性曲性iC-vBE，它的各点斜率的连线即为跨导特性gm(vBE)。在vBE=VBB(t)的作用下，便可画出gm(t)波形。图4-3-4gmc(t)的图解分析可见，VBB0一定，VLm由小增大时，gmc也相应地增大。二、电路电路组成、工作原理、元件作用。图4-3-6晶体三极管混频电路电感三点式电路。本振电压输出由耦合线圈Le加到T1管的发射极上。天线上感生的信号电压通过耦合线圈La加到输入信号回路，再通过耦合线圈L

6、b加到T1管的基极上。4.3.3混频失真混频利用了器件特性的非线性，而器件的非线性又是混频器产生各种干扰的根源。一、干扰哨声和寄生通道干扰1．干扰哨声(组合频率干扰)(1)产生混频器输入有用信号时，混频器件输出电流将出现众多组频率分量fp,q=

7、pfLqfc

8、犹如混频器中存在着无数个变换通道，其中只有p=q=1的通道是有用的，它可以将输入信号频率变换为所需的中频，而其余大量的变换通道无用甚至有害。例如：fc=931kHz，fI=465kHz，fL=1396kHz当fc与fL混合后，输出可能存在2fc-fL=(2931-1396)kHz=466kHz的组合频率，与465kHz一起

9、送到检波器，产生差拍现象，在扬声器听到1kHz的哨叫。听到的声音：哨叫——干扰哨声干扰的原因：组合频率干扰：显然，产生哨叫的条件：

10、pfLqfc

11、=fIF式中：F为音频可分解为四个关系式：qfc-pfL=fIFpfL-qfc=fIFpfL+qfc：恒大于fL-pfL-qfc：无意义合并前两式，得产生干扰哨声的输入有用信号频率fc为fI>>F，上式可简化为(2)减小干扰哨声的办法组合频率分量电流振幅随(p+q)的增加而迅速减小，因而，只有对应于p和