第11章混频器和检波器的设计分解.ppt

图11.4 单端二极管混频器的一般框图 2.二极管小信号分析 二极管是非线性的。通常可以将二极管视为一个非线性电阻，根据二极管的伏安特性，可以得到二极管电压和电流之间的关系为 二极管电流的前3项，称为“小信号近似”。 3.二极管非线性产生新的频率分量 二极管的非线性导致输出信号存在多个频率，新的频率分量为 这里关心的是差频， 4.设计步骤 （1）选择合适的二极管。 （2）测量大信号条件下二极管的阻抗值。 （3）设计匹配电路。 （4）电路优化。 11.1.5 单平衡混频器 前面讨论的单端二极管混频器虽然容易实现，但在宽带应用中不易保持输入匹配及本振信号与射频信号之间相互隔离，为此提出单平衡混频器。 图11.8 单平衡混频器 图11.8示出单平衡混频器的构成，2个单端混频器与一个3 dB耦合器可以组成单平衡混频器，为简单起见，图中省略了对二极管的偏置电路。 2. IF输出 二极管的DC分量在合成时已经消去。经过低通滤波之后，IF输出信号为 3. RF和LO隔离 当3dB耦合器是900混合网络时，RF端口和LO端口之间的隔离。 （1）RF端口和LO端口无反射。 （2）RF端口与LO端口有强耦合。 11.2 检波器 检波器也是频率变换电路。检波器是将已经调制的信号进行解调，输出调制信号的电路。检波器主要应用在接收机的解调电路中，对调幅信号进行解调，实现峰值包络检波，输出信号与输入信号的包络相同。 11.2.1整流器与检波器 1. 整流器? 整流器是检波器的一个特例。整流器输入的是未调制的射频信号，也就是说输入的射频信号包络为直流。 2. 检波器? 检波器输入的是已调制的射频信号，也就是说输入的射频信号包络具有一定的波形，检波器输出包络的波形。 11.2.2二极管检波器 检波器是利用射频固态器件的非线性特性对输入射频信号进行频率变换。由于二极管有非线性，可以利用二极管实现幅度调制信号的检波。 1. 检波器电路的构成 2.二极管的整流特性? 电流输出为 3. 二极管的检波特性? （1）二极管的输出电流 （2）平方率检波 （3）检波器的输出特性 11.2.3检波器的灵敏度 灵敏度是指输入信号较低时，检波器返回有用信息的能力。检波器灵敏度定义为输出电流与输入功率之比。 1.整流器的电流灵敏度 整流器的电流灵敏度定义为由于输入射频信号的变化引起的直流电流改变量 与输入射频功率 之比，即 2.整流器的电压灵敏度 电压灵敏度与负载相关，分开路电压灵敏度和有限负载灵敏度2种情况。 开路电压灵敏度定义为二极管开路时其结电阻两端的电压降，在数值上等于结电阻与电流灵敏度的乘积。 有限负载灵敏度定义为二极管的负载 时，其结电阻两端的电压。 3.检波器的灵敏度 一般而言，当检波器输出信号的频率小于1MHz时，闪烁噪声对检波器灵敏度的影响较大。为避免闪烁噪声的影响，通常采用混频器构成超外差接收机，在中频放大后，再用检波器检波。 射频电路理论与设计 （第2版） 第11章 混频器和检波器的设计 混频器和检波器都是频率变换电路。混频器是一种将输入信号的频率升高或降低，同时完好保留原信号特性的器件，其频率的变换可通过输入信号与另一信号（本振信号）混频而来；检波器是一种解调已调制信号的器件，用于直接提取信号的包络，可滤除载波成分，输出调制信号。 混频器 11.1 检波器 11.2 11.1 混 频 器 混频器是射频系统中用于频率变换的部件，可以将输入信号的频率升高或降低而不改变原信号的特性。实际混频器通常是以二极管或晶体管的非线性为基础，非线性元件能产生众多的其他频率分量，然后通过滤波选取所需的频率分量。 11.1.1 混频器的特性 混频器是一个三端口器件，其中2个端口输入，1个端口输出。混频器采用非线性元件，可以将2个不同频率的输入信号变换为一系列不同频率的输出信号，输出频率分别为2个输入频率的和频、差频及谐波。 ?1. 混频器的功能 在射频发射系统中，2个不同频率的输入端分别称为中频端（IF）和本振端（LO），输出端称为射频端（RF）。 在射频接收系统中，2个不同频率的输入端分别称为射频端（RF）和本振端（LO），输出端称为中频端（IF）。 ? 图11.1 混频器的符号和功能 ? 2. 理想混频器的频谱 上变频过程，理想混频器输出的RF信