毕业设计91二极管环形混频器的设计.doc

《通信电路》课程设计 二极管环形混频器的设计 课程设计任务书 课程设计名称：通信电路课程设计 设计题目：二极管环形混频器的设计 完成期限：自 2008 年 12月 29 日至 2009 年 1月 4日共 1 周 设计任务及要求： 设计任务： 设计一款二极管环形混频器 对二极管环形混频器电路进行分析设计 确定二极管环形混频器性能指标 设计要求： 设计出完整的电路图，并详述其工作原理。 设计出电路布局并分析电路功能及性能指标。 分析组合频率干扰的原因并提出优化措施。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 年 月 日 二极管环形混频器的设计 摘 要 混频器在通信工程和无线电技术中 ,应用非常广泛 ,在调制系统中 ,输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中 ,接收的已调高频信号也要经过频率的转换 ,变成对应的中频信号。目 录 一、选题的意义和目的 1 二、总体设计方案 2 1、二极管环形混频器工作原理 2 2、二极管环形混频器电路特点 2 三、电路分析及优化频率干扰的方法 3 1、二极管环形混频器电路分析 3 2、优化频率干扰的方法 4 四、二极管环形混频器主要性能指标 4 1、变频损耗和噪声系数 4 2、变频压缩 5 3、动态范围 5 4、隔离度 6 5、交调性能 6 五、结 论 7 六、总 结 7 参考文献 8 一、选题的意义和目的 混频器在通信工程和无线电技术中 ,应用非常广泛 ,在调制系统中 ,输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中 ,接收的已调高频信号也要经过频率的转换 ,变成对应的中频信号。特别是在超外差式接收机中 ,混频器应用较为广泛 , 如 AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ—1605KHZ 要变成为 465KHZ 中频信号电视接收机将已调 48.5M —870M 的图象信号要变38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中 ,为了提高发射频率的稳定度 ,采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器 ,产生一个频率非常稳定的主振荡信号 ,然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频 ,所以必须使用混频电路 ,又如电视差转机收发频道的转换 ,卫星通讯中上行、下行频率的变换等 ,都必须采用混频器。由此可见 ,混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。(Mixer)是超外差式接收机的重要组成部分，其作用是将载频为的已调信号υS(t)不失真地变换为载频为的已调信号υI(t)。通常将υI(t)称为中频信号，相应的称为中频频率(Intermediate Frequency，IF)，简称中频。 按采用的非线性器件不同，常用的混频器有三极管混频器、二极管混频器和集成模拟乘法器构成的混频器，此外，还有采用变容二极管等非线性元器件构成的参量混频器。其中，二极管混频器主要用于工作频率较高的无线电超外差式接收机(如米波段级微波接收机)或仪器中。其优点是电路结构简单，噪声低，工作频段宽，组合频率少。它的电路形式有单管式、平衡式及环形式(也称为双平衡式)等。在此主要讨论二极管双平衡混频器，对其电路进行分析设计。 二、总体设计方案 1、二极管环形混频器工作原理 图l二极管环形混频器 二极管环形混频器电路原理图如图l所示。4个二极管组成了一个环路，各二极管的极性沿环路一致。构成的二极管环形混频器中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关状态，它是另一类开关工作的乘法器。 2、二极管环形混频器电路特点 （1）结构上4个二极管按相同极性接成环形。作为混频时，环形的两个对角端AB和CD分别通过变压器接入本振信号VL和有用信号 VS。其中，接人本振信号的端口称为L端，接人有用信号的端口称为R端，变压器中心抽头之间接输出负载电阻RL ，输出中频信号称为I端。 （2）参考信号VI(混频时为VL，调幅时为VC )为大信号，4个二极管工作在VI受控制的开关状态。其中，D2，D3 在VI 的正半周导通，D1，D4 在VI的负半周导通。通过分析，导出的输出电流。 （3）如果电路平衡，则各端口是相互隔离的，即L端口的本振信号不会通到R端，R端口的有用信号不会窜人L端，有用信号和本振信号均不会通到I端。 （4）没有增益，存在损耗。作为混频器时，混频损耗的理论值为4dB。 三、电路分析及优化频率干扰的方法 1、二极管环形混频器电路分析 在图l中，作为混频器时，υs=VSmcosωct为输入信号电压，相应的端口称为R端口；υL=VLmcosωLt为本振电压，相应的端口称为L端口；RL为输出负载电阻，取出中频信号，相应的端口称为I端口。Tr1和Tr2为带有中