高频电路基础混频器

《通信电子线路》课程设计说明书混频器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：卢卓然指导教师：张松华职称副教授专业：电子信息工程班级：电子1201班学号： 1230340104完成时间：2014.12.222014年12月摘要模拟相乘器的主要技术指标是工作象限、线性度和馈通度。

工作象限是指容许输入变量的符号范围。

只容许ux和uy均为正值的相乘器称为一象限的,而容许ux和uy都可以取正、负值的则称为四象限的。

线性度是指相乘器的输出电压uO与输入电压ux(或uy)成线性的程度。

馈通度是指两个输入信号中一个为零时，另一个在输出端输出的大小。

混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号。

在通信接收机中, 混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频(一般称为中频)的高频已调波信号, 而保持其调制规律不变。

例如, 在超外差式广播接收机中, 把载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号, 把载频位于88 MHz～10.8MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号, 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。

由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。

此设计就是利用仿真软件，采用模拟相乘器实现混频电路的。

关键词：模拟相乘器；混频电路ABSTRACTThe mixer in communication engineering and radio technology, application is very extensive, in modulation system, the input of baseband signal are throughfrequency conversion into a high frequency modulated signal. In the demodulation process, the received modulated high frequency signal afterfrequency conversion, into intermediate frequency signals corresponding to.Especially in the superheterodyne receiver, mixer is widely used, such as AMradio receiver will be amplitude modulated signal 535KHZ- a 1605KHZ to become 465KHZ IF signal, image signal television receiver will have a 870M48.5M to become 38MHZ of intermediate frequency image signal. In mobile communication, a frequency and the two frequency etc..In the transmitter, in order to improve the stability of transmitting frequency, uses the multistagetype transmitter. With a low frequency of the quartz crystal oscillator as the main oscillator, generating the main oscillation signal of a frequency is verystable, and then through the frequency plus or minus, multiply, divide intoradio frequency, we must use a mixer circuit, such as converting TV transposer transceiver channel, the uplink, downlink frequency in satellitecommunication transform, must be in the mixer. Thus, mixing circuit is the key module of Applied Electronic Technology and professional radio must master.Key words anlog mixer; mixer circuit目录绪论 (1)1 系统分析 (3)1.1 设计课题任务 (4)1.2 课题基本原理 (5)1.3 混频电路分类 (6)1.4 混频电路的实际运用 (7)2 单元电路工作原理 (8)2.1 模拟乘法器 (9)2.2 混频器 (10)2.3 选频电路 (11)3 电路性能指标测试 (15)4 结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)绪论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。

混频器电路工作原理
混频器电路是一种用于频率变换的电路，其工作原理主要是利用非线性电阻元件的特性，将两个不同频率的信号混合在一起，输出得到两个输入信号的和频信号和差频信号。

在混频器电路中，常用的非线性元件有二极管、晶体管等。

以二极管混频器为例来说明其工作原理：
1. 工作偏置：对二极管进行偏置使其在正向截止区工作，即保持二极管处于反向偏置状态。

2. 输入信号：将两个不同频率的输入信号分别输入到二极管的两个端口，其中一个信号为射频信号(RF)，另一个信号为本振信号(LO)。

3. 非线性特性：二极管在正向截止区具有非线性特性，当输入射频信号和本振信号通过二极管时，非线性特性会导致二极管产生交叉调制效应。

交叉调制过程实际上是两个频率信号相乘的过程。

4. 输出信号：经过交叉调制后，二极管产生了和频信号
(RF+LO)和差频信号(RF-LO)。

通常情况下只取其中一个也可
以称之为产品信号。

5. 滤波：由于混频器产生了很多杂散频率，需要通过滤波器对输出信号进行滤波，保留所需的和频信号或差频信号。

总结起来，混频器电路的工作原理主要包括非线性调制、交叉调制和滤波等过程。

通过将不同频率的输入信号经过非线性元件相乘，得到和频信号和差频信号，进而实现频率变换的功能。

第二章 高频电路基础2－1对于收音机的中频放大器，其中心频率f 0=465 kHz ．B 0.707=8kHz ，回路电容C=200pF ，试计算回路电感和 Q L 值。

若电感线圈的 Q O =100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。

解2-1：答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k Ω的电阻。

2－5 一个5kHz 的基频石英晶体谐振器， C q =2.4X10－2pF C 0=6pF ，，r o =15Ω。

求此谐振器的Q 值和串、并联谐振频率。

解2-5：答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz ，Q 值为88464260。

2－7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。

设电阻R=10k Ω，C=200 pF ，T=290 K 。

解：答：电路的等效噪声带宽为125kHz ，和输出均方噪声电压值为19.865μV2.2－10 接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 10kHz ，输出信噪比为 12 dB ，要求接收机的灵敏度为 1PW ，问接收机的噪声系数应为多大？ 解2-10：根据已知条件答：接收机的噪音系数应为32dB 。

第三章 高频谐振放大器3－4 三级单调谐中频放大器，中心频率f 0=465 kHz ，若要求总的带宽B0.7=8 kHZ ，求每一级回路的 3 dB 带宽和回路有载品质因数Q L 值。

解3－4： 设每级带宽为B 1，则：答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。

3－5 若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个双回路），中心频率为f o =465 kHz ，当要求 3 dB 带宽为 8 kHz 时，每级放大器的3 dB 带宽有多大？当偏离中心频率 10 kHZ 时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？ 解3-5 设每级带宽为B 1，则：0226120611244651020010100.5864465200f L f C mHπππ-==⨯⨯⨯⨯=≈⨯⨯2由（）03034651058.125810LL 0.707f Q f Q B =⨯===⨯0.707由B 得：900312000000000010010171.222465102001024652158.1251171.22237.6610058.125L LLL L L L Q R k C C C Q Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑-===≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯===++=-==⨯≈--因为：所以：（）0q q0q 00q0q 093120q C C 60.024C 0.024pF C C C 60.024f f f 0.998f 4.99kHz C 11122C 1110Q 884642602f Cr 25100.0241015 3.6-⨯==≈=++==≈=⎛⎫++ ⎪⎝⎭====ππ⨯⨯⨯⨯⨯π总电容串联频率品质因数20220002064121),11|()|11()11arctan(2)1(2)211101254410200108RH R j CR j C R H j df df H CR df fCR fCR CR kHz CR ωωωωωπππ∞∞∞∞-===++=+==+====⨯⨯⨯⎰⎰⎰0n 网络传输函数为H(j 则等效噪音带宽为B =22202343214444 1.3710290101251019.865()n n n n kTGB H kTB R kTRB R V μ-====⨯⨯⨯⨯⨯⨯=输出噪音电压均方值为U 121212234061015.85101015.8515.85 1.3710290101015883215.85 1.3729o i i F o S N S N kTB N S N dB---=====⨯⨯⨯⨯=≈≈⨯⨯。

混频器的工作原理
混频器是一种电子设备，用于将多个频率不同的信号进行混合并输出。

其工作原理主要涉及两个重要的电路：输入电路和混频电路。

输入电路是将多个信号输入到混频器中的电路。

每个输入信号都经过放大器进行放大，然后经过带通滤波器进行滤波，以去除其他频率的干扰信号。

放大后的信号被分配到混频电路中的不同通道。

混频电路是混频器的核心部分，用于将多个输入信号进行混合。

混频电路通常由一对互相垂直的交流耦合晶体管组成。

这两个晶体管的输入端分别连接到输入电路中的两个通道。

当输入信号进入晶体管时，会产生两个相位正交的电流。

这两个电流会通过晶体管中的非线性元件（如PN结）进行非线性混合。

非线性混合会产生新的频率成分，包括两个输入频率之和、差以及其他互调产物。

通过选择不同的晶体管工作点和采用合适的滤波器，可以实现对特定频率的混频输出。

混频输出信号经过放大器进行放大，然后经过低通滤波器去除不需要的高频成分。

最后，混频器的输出信号可以通过调节输入信号的幅度、频率和相位，实现不同频率信号的混合和处理。

这种工作原理广泛应用于无线通信、雷达、广播电视等领域，为多频信号的处理提供了有效的方法。

课程设计班级：电信10-2班姓名：马小龙学号：1006110213指导教师：张沛泓成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系摘要混频器是经典的频谱搬移电路，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 的图象信号要变成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。

本文通过MC1496构成的混频器来对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号。

关键词：MC496相乘器，选频电路，混频器，仿真目录摘要 (2)1 混频器简介及原理 (1)2 模拟乘法器电路 (4)3 电路性能指标的测试 (6)4 结束语 (8)参考文献 (8)1 混频器简介及原理混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。

直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。

采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。

因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。

第一讲：混频器的工作原理分析第一节混频器简介混频器作为超外差接收机的重要组成部分，已经在雷达、通信、电子对抗、广播电视、遥控遥测等诸多领域中得到了广泛的应用。

其技术指标的好坏直接影响到整机性能的发挥。

变频（混频）是将高频信号经过频率变换，变为一个固定的频率。

这种频率变换通常是将已调高频信号的载波从高频变为中频同时必须保持其调制规律不变。

具有这种功能的电路称为混频电路或变频电路，亦称为混频器（mixer）或变频器（convertor）。

一般用混频器产生中频信号：混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2 可以这样理解，α 为信号频率量，β 为本振频率量，产生和差频。

当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。

检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。

由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。

当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。

混频器的分类：●从工作性质可分为二类，即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。

●从电路元件也可分为三极管混频器和二极管混频器。

●从电路分有混频器（带有独立震荡器）和变频器（不带有独立震荡器）。

●混频器和频率混合器是有区别的。

后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起，不产生新的频率。

第二节混频器组成框图一般变频器应由四部分组成，即输入回路、非线性器件、带通滤波器和本机振荡器组成，如图1-1 所示，本机振荡器用来提供本振信号频率 fL 。

输入高频调幅波 Vs ，与本振等幅波 VL ，经过混频后输出中频调幅波 Vi 。

输出的中频调幅波与输入的高频调幅波的调制规律完全相同。

即变频前与变频后的频谱结构相同，只是中心频率由 f s 改变为 f i ，也就是产生了频谱搬移。

混频器工作原理详解混频器是一种电子设备，主要用于将多个频率的信号混合在一起。

它在通信、雷达、广播、电视、无线电及音频等领域中广泛应用。

混频器的工作原理基于非线性元件的特性，其中最常见的非线性元件是二极管。

1.基本原理混频器的基本原理是利用非线性元件的非线性特性，将多个输入信号混合成一个信号。

混频器主要有两个输入端口（RF端口和LO端口）和一个输出端口。

其中RF端口输入射频信号，LO端口输入本地振荡信号（Local Oscillator），输出端口输出两个输入信号的混频信号。

2.输入信号的混合混频器的基本操作是将RF信号和LO信号相乘，得到两个频率分量的和频（Sum frequency）和差频（Difference frequency）信号。

混频器的核心部分是非线性元件，通常是二极管。

当RF信号输入混频器时，它与LO信号结合并通过非线性元件。

由于二极管的非线性特性，它会产生两个新的频率成分，一个是和频信号，频率为RF频率加上LO频率，另一个是差频信号，频率为RF频率减去LO频率。

这两个信号将通过输出端口输出。

3.阻止RF信号通过混频器还有一个重要的功能是阻止RF信号通过。

在通信系统中，LO信号的频率远高于RF信号，因此RF信号会通过LO端口到达射频接收器，引起干扰。

为了阻止RF信号通过LO端口，混频器采用了一个带通滤波器，用于选择只有和频和差频通过，而阻止RF信号通过。

4.选取合适的LO频率混频器的工作效果与LO信号的频率选择有关。

一般来说，LO频率应该选择为RF频率加上或减去一个中频（Intermediate Frequency），以使得差频信号与中频相等。

这样可以方便后续的信号处理和解调等操作。

5.非理想因素混频器在实际应用中会受到一些非理想因素的影响，包括本振泄露（LO Leakage）、直流偏置（DC Offset）、相位不匹配（Phase Mismatch）和幅度不平衡（Amplitude Imbalance）等。

混频器原理
混频器是一种电子器件，用于将多个不同频率的信号混合在一起，形成一个组合信号。

它的工作原理是基于超外差原理和电流传输原理。

超外差原理是指将两个不同频率的信号相乘，得到的结果包含了两个信号频率之和和差的成分。

当其中一个信号频率很高时，称为射频信号，另一个频率较低时，称为本地振荡信号。

通过调整本地振荡信号的频率，可以选择性地提取出不同频率的成分。

混频器的电路结构通常包括一个射频输入端和一个本地振荡器输入端，以及一个混频器输出端。

射频信号和本地振荡信号通过二极管或场效应管等电子器件进行相乘，得到混频信号。

混频信号经过滤波等处理后，可以得到所需的频率成分。

电流传输原理是混频器中的关键技术之一。

如果将射频信号和本地振荡信号直接相乘，会出现非线性失真和频率相互干扰的问题。

为了解决这些问题，混频器采用了电流传输技术。

电流传输的基本原理是将输入信号转换为电流，在电流领域进行处理，最后再将输出信号转换为电压。

这样可以有效降低非线性失真和频率干扰的影响。

混频器广泛应用于通信、雷达、无线电广播等领域。

通过混频器可以实现信号调频、频谱分析、频率转换等功能，提高信号的处理和传输效果。

电路基础原理应用混频器实现无线通信中的信号转换无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

从手机到电视，无线通信已经广泛应用于现代社会的各个领域。

在无线通信中，信号转化是非常重要的一步，混频器可以在这方面提供帮助。

一、混频器的基础原理混频器是电子电路中的一种重要元件，被用于将两个不同频率的信号混合在一起形成一个新的信号。

基础原理是利用非线性电路将两个频率不同的信号的混合，产生新的频率信号。

混频器广泛应用于无线电和雷达系统中，在其中起着重要的作用。

混频器的基本构造是由一个非线性电阻器和两个输入端口组成。

它们允许两个电源引脚的信号通过阻性负载进行混合，以产生输出。

混频器的种类很多，例如对称混频器和非对称混频器。

混频器还有很多的应用，例如在电视和射频通信中都有广泛的应用。

二、混频器的应用场景混频器在无线通信中起着重要的作用。

无线电和雷达系统必须接收传入的信号，并将其转换为能够用于处理和检测的信号。

混频器是用来处理这些信号的电路之一。

在无线通信中，信号通常以高频载波的形式传输。

混频器允许用户通过在信号中加入低频信息来改变特定的信息属性。

无论是处理来自麦克风、电话、语音合成器或是因特网的数字信号，混频器都能够用来在无线电信号处理过程中起到重要的作用。

混频器还可以被用来实现阈值检测、滤波器等等功能。

三、混频器实现无线通信中的信号转换混频器在无线通信的信号转换过程中也发挥了重要的作用。

传输数据和传输基带信号可以通过调制实现。

调制是指将一个或多个信号与载波信号相混合。

在简单的幅度调制中，基带信号位于载波信号上下振幅中的一个。

混频器可以用于将这个波形转换成更高的载波信号上。

在无线电中，混频器在将接收到的信号转换为可供放大器输入的信号时使用频率转换。

混频器可以将接收到的无线电频率转换为放大器容易放大的中频信号。

中频信号在放大器中经过进一步增益和滤波之后，可以作为数字处理电路中的输入信号，最终用于解码数据。

此外，混频器可以用于带通滤波器的实现。

混频器电路工作原理
混频器电路是一种基础电路，可将频率不同的两个或多个信号进行混合。

其工作原理可以通过以下步骤进行描述：
1. 输入信号传输：混频器电路通常有两个输入端，分别连接频率不同的信号源。

这些信号可以是来自不同频段的信号，如射频（RF）信号和本地振荡器（LO）信号。

2. 加法混合：混频器电路中包含一个非线性元件，如二极管。

当两个输入信号同时输入到混频器电路中时，它们通过非线性元件进行混合。

这是通过非线性元件的非线性特性实现的，在这个过程中，输入信号之间互相作用，以产生新的频率成分。

3. 输出频率选择：混频器电路会产生包含输入信号频率的和、差以及其他混频项的输出信号。

然而，通常只有某些特定的混频项是有用的。

因此，输出信号需要通过滤波器进行频率选择，以滤除不需要的混频项。

4. 输出信号放大：为了增强信号的强度，输出信号通常需要经过放大器进行放大，以便于后续处理或传输。

总之，混频器电路通过非线性元件将输入信号混合，然后经过频率选择和放大处理，最终产生混合后的输出信号。

这种电路在无线通信、频谱分析、调频广播等领域具有广泛的应用。