第四章 非线性电路、时变参量电路.ppt

第4章 非线性电路、时变参量电路和变频器 线性时变电路分析法 2 乘法器电路分析 4.4.3 开关函数分析法 4.4 章末小结 　　环形混频器由两个平衡混频器构成，其主要优点是输出中频信号是平衡混频器的两倍，而且抵消了输出电流中的某些组合频率分量，从而减小混频器中所特有的组合频率干扰。 2. 环形混频器 由平衡混频器得： 环型混频器输出电流的频率成份为： ?0+ ?s、?0–?s 　　目前，许多从短波到微波波段的整体封装二极管环形混频器已作为系列产品，一个用于0.5~500MHz的典型环形混频器(SRA-1双平衡混频器)的外形及电路示于下图。 　　使用时，8，9端外接信号电压?s，3，4端相连，5，6端相连，然后在3，5端间加本振电压?L，中频信号由1，2端输出。此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减器、调制器等。 封装环形混频器的外形与电路 　　两信号相乘可以得到其和、差频分量，因此两信号相乘实现混频是最直观的方法，利用模拟相乘器可构成乘积型混频器。 MCI596构成的集成混频电路 4.8 差分对模拟相乘器混频电路 MCI596是集成化模拟乘法器芯片，由它构成的混频电路，可大大减小由组合频率分量产生的各种干扰，另外还具有体积小、重量轻、调整容易、稳定可靠等优点。 　　被混频的信号电压由端子①输入，最大值约15mV；本振电压由端子⑧输入，振幅约100mV；相乘后的信号由第⑥端子输出经带通滤波后，即可获得中频信号输出。输入端不接调谐回路时 为宽频带应用。 　　本电路可对高频或甚高频信号进行混频，如?s的频率为200MHz时，电路的混频增益约为9dB，灵敏度为14?V，当输入端接有阻抗匹配的调谐回路时，可获得更高的混频增益。输出带通滤波器的中心频率约9MHz，其3dB带宽为450kHz。 MCI596构成的集成混频电路 2. 为什么要变频？ 变频的优点： 　　1)变频可提高接收机的灵敏度 　　2)提高接收机的选择性 　　3)工作稳定性好 　　4)波段工作时其质量指标一致性好 变频的缺点： 　　容易产生镜像干扰、中频干扰等干扰 3. 变频器的分类 平衡混频、 按器件分： 二极管混频器、 三极管混频器、 三极管变频器、 场效应管混频器、　场效应管变频器 模拟乘法器混频器、 按工作特点分： 单管混频、 环型混频 从两个输入信号在时域上的处理过程看： 叠加型混频器、 乘积型混频器 4. 混频器的性能指标 1)变频(混频)增益： 混频器输出中频电压Vim与输入信号电压Vsm的 幅值之比。 2)噪声系数： 高频输入端信噪比与中频输出端信噪比的比值。 3)选择性： 抑制中频信号以外的干扰的能力。 4)非线性干扰： 抑制组合频率干扰、交调、互调干扰等干扰的能力。 上述的几个质量指标是相互关联的，应该正确选择管子的工 作点、合理选择本振电路和中频频率的高低，使得几个质量 指标相互兼顾，整机取得良好的效果。 5)工作稳定性：主要指振荡器的频率稳定度 叠加型混频器实现模型 图示中的非线性器件具有 如下特性： 对其2次方进行分析： 在二次方项中出现了和的相乘项，因而可以得到(?0+?s)和 (?0-?s)。若用带通滤波器取出所需的中频成分(和频或差 频)，可达到混频的目的。 所用非线性器件的不同，叠加型混频器有下列几种： 1. 晶体三极管混频器 它有一定的混频增益 2. 场效应管混频器 它交调、互调干扰少 3. 二极管平衡混频器和环形混频器 它们具有动态范围大 组合频率干扰少的优点 乘积型混频器实现模型 乘积型混频器由模拟乘法器 和带通滤波器组成 其实现模型如图所示 设输入信号为普通调幅波 　　采用中心频率不同的带通滤波器(?0–?s)或(?0+?s)则可 完成低中频混频或高中频混频。 4.6 晶体管混频器 1. 基本电路和工作原理 上图为晶体三极管混频器的原理电路。图中，VBB为基极偏置电压，VCC为集电极直流电压，L1C1组成输入回路，它谐振于输入信号频率?s。L2C2组成输出中频回路，它谐振于中频?i=?o–?s。 设输入信号 ，本振电压 实际上，发射结上作用有三个电压 晶体管混频器的分析方法 1.幂级数分析法 2.变跨导分析法 　　在混频时，混频管可看着一个参数(跨导)在改变的线性元件，即变跨导线件元件。 　　在小信号运用的条件下，也可以将某些非线性元器件函数表达式用幂级数函数近似，使问题简化。用这种方法来分析非线性电路可突出说明频率变换作用，不便于作定量分析。 i = a0+a1v+a2v2+a3v3+…… 晶体管混频原理电路，其电路组态可归为4种电路形式