第7章 混频电路.ppt

第六章小结 调角信号的基本概念，包括定义、表达式、频谱结构、有效带宽及功率等参数。 调频的方法有直接调频法和间接调频法两种。 斜率鉴频和正交鉴频是两种主要鉴频方式。 斜率鉴频器是先频幅转换，后包络检波；正交鉴频器是先频相转换，后鉴相。 第7章 混频器原理及电路 一 混频概述 二 混频工作原理 三 混频器的干扰 7.1 概述 混频(或变频)是将信号的频率由一个数值变换成另一个数值的过程。完成这种功能的电路叫混频器(或变频器)。如广播收音机，中波波段信号载波的频率为535kHz～1.6MHz，接收机中本地振荡的频率相应为1～2.065MHz，在混频器中这两个信号的频率相减，输出信号的频率等于中频频率465kHz。 在无线电技术中，混频的应用非常普遍。在超外差式接收机中，所有输入信号的频率都要变成中频，广播收音机的中频等于465kHz，电视接收机的中频等于38MHz。在发射机中，为了提高发射信号的频率稳定度，采用多级式发射机，用一个频率较低的石英晶体振荡器做主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频。此外电视差转机收发频道的转换，卫星通信中上行、下行频率的变换等等都必须采用混频器。 分类： 混频器（变频器）：信号的频率发生变化，从一 频率变换为另一频率。 (1) 上混频：将已调信号频谱搬移到发射需要的频段。 应用于：发射机 (2) 下混频：将接收信号的频谱从射频段搬移到中频段。应用于：接收机 混频：频谱的线性搬移电路。 完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频谱线性搬移功能。 混频器的一般结构框图 1. 混频器的基本结构 本机振荡器 vIF vLO 非线性 器件 带通滤 波器 vRF 2 混频器工作原理 混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。 本地振荡信号 一个中频输出信号： uc uL uI 混频器 t uc (t) t uI (t) t uL (t) 有两个输入信号： 高频调制波 fc fc+F Fc-F f uc的频谱 fc fL f uL的频谱 fI fI+F fI-F f uI的频谱 t uc (t) t uc (t) t uL (t) t uL (t) t uI (t) t uI (t) 混频过程中的频谱变换 p151 (a)本振频谱 (b)信号频谱 (c)输出频谱 (1) 调幅(DSB为例) uΩ 乘法器 带通滤波器 uDSB u载波 2Ωmax ωc （2）检波 uDSB 乘法器 低通滤波器 u同步 uΩ Ωmax （3）混频 uDSB = uc 乘法器 uL 带通滤波器 uI ωI=ωL-ωc ωL ωc 3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系 ωI=ωL-ωC 2 Ωmax 1.混频增益 混频电压增益: 混频功率增益 : 混频器主要指标参数 根据混频器有无功率增益 无源混频器： 混频功率增益小于1 有源混频器： 混频功率增益大于1 2 .线性范围 输入射频信号为小信号时，混频器是一个线性系统。 混频增益是定值，输出中频信号与输入射频信号的幅度成正比。 当输入射频信号幅度增大时，混频器存在非线性失真。 3 .混频失真 由于器件的非线性特点，混频器输出电流中包含了众多的组合频率分量。 当组合频率分量落在中频带宽内，就形成对有用中频信号的干扰，引起失真，将严重影响通信质量。 （1）干扰哨声 混频器的中频为： 本振频率与射频频率的各次谐波引起的组合频率会产生哨声干扰。 F可听的音频频率 其中 称为混频比。 减少哨声干扰的方法： 正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰 正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量 采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率 如平衡电路，环形电路，乘法器。 （2）寄生通道干扰 主通道：射频信号与本振信号产生中频的通道。 当混频器的输入信号中有干扰信号 时，本振信号会与干扰信号产生中频 寄生通道：干扰信号与本振信号产生中频的通道。 其中 p, q=0,1,2,3…. 如果选频器所选择的正常中频信号为: 则可能形成的寄生通道干扰为： 凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰 在这类干扰中主要有：中频干扰，镜频干扰 中频干扰 当 p=0 , q=1时， 即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频器，可以直接通过混频器进入中频放大电路，并被放大、解调后在输出端形成干扰。 抑制中频干扰的方法： 提高混频器前级的选择性 在混频器前级增加中频吸收电路 合理选择中频数值，中频选在工作波段之外 当 p=1 , q=1时