第11章 频谱搬移电路 无线通信射频电路技术与设计[文光俊].ppt

第11章 频谱搬移电路 本章目录 第一节 频谱搬移原理及分析方法 第二节 射频混频器 第三节 射频倍频器 第四节 射频分频器 知识结构 §11.1 频谱搬移原理及分析方法 §11.1 频谱搬移原理及分析方法 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.2 射频混频器 §11.3 射频倍频器 §11.3 射频倍频器 §11.3 射频倍频器 §11.3 射频倍频器 §11.4 射频分频器 §11.4 射频分频器 §11.4 射频分频器 §11.4 射频分频器 本章小结 教学 重点 本章重点介绍了实现上、下变频的混频器电路的原理和结构：单端二极管、FET混频器，单平衡二极管有源混频器等；介绍了产生高本振频率的倍频器电路的原理和结构：非线性电抗器件倍频器、有源倍频器等；介绍了用于方便地产生特定频率的分频器电路原理和结构。 教学 重点 教学 重点 掌握：实现上下变频的混频器电路的原理和结构：单端二 极管、FET混频器，单平衡二极管、双平衡二极管 有源混频器。 了解：产生高本振频率的倍频器电路的原理和结构。 熟悉：用于产生特定频率的分频器的电路原理和结构。 能力 要求 频 谱 搬 移 电 路 频谱搬移原理及分析方法 混频器的特性 抑制混频干扰和失真的方法 单端二极管混频器 射频混频器 射频倍频器 射频分频器 单端FET混频器 单平衡二极管混频器 单平衡有源混频器 双平衡二极管混频器 吉尔伯特双平衡混频器 混频器设计举例 非线性电抗器件倍频器 非线性电阻器件倍频器 有源倍频器 参量式二分频器 再生式分频器 数字式分频器 注入锁相振荡器式分频器 一般可以使用两种不同的分析方法对频谱搬移电路进行分析——非线性分析法和时变电路分析法。 1. 非线性分析法 设 为输入信号， 为控制信号，则输出为： 设 ， 则： 可以看出输出信号包含无限多的频率分量： 通常将 称为组合频率的阶数。 2. 时变电路分析方法 时变电路的分析方法是在幂级数展开分析方法的基础上，当 足够小时的近似。 设输入信号分别为： ， ，因为 是周期 函数，则电路的时变系数可化为： 输出 中只含有两种频率分量： ， 。 即时变电路的分析方法产生的频率与级数展开分析法产生的频率相比较，有部分频率分量在 足够小的假设下忽略掉了，这在工程上是允许的。 11.2.1 混频器的特性 1. 频谱特性 混频器工作时分为上变频和下变频两种，假设有本振信号 工作在频率 ，中频信号 工作在频率 ，射频信号 工作在频率 ，则当上变频时，输出信号为： 同理当下变频时，输出信号为： 其中 是混频器的变频损耗。 2. 变频增益 变频增益 定义为可用IF输出功率与可用RF输入功率之比，即： 3. 噪声系数 单边带噪声输入对应于非零中频的情况，定义为： 双边带噪声输入对应于零中频的情况，定义为： 定义混频器的线性动态范围为 与噪声基底或灵敏度之比。 4．线性动态范围 11.2.2 抑制混频干扰和失真的方法 混频器的1dB压缩点和三阶截断点 混频器是非线性器件，所以要产生非线性失真，输出中频频带内不易滤除的交调产物。抑制这些寄生频率的方法有三种： (1) 使用理想乘法器（或平方律器件）：抑制高阶项产生的输出信 号。