下载文档原格式
混频器的设计与仿真设计题目：混频器的设计与仿真学生姓名：学院：专业：指导老师：学号：日期: 2011年12 月20 日目录一、射频电路与ADS概述 (3)1、射频电路概述 (3)2、ADS概述 (3)二、混频器的设计 (7)1.混频器的基本原理 (7)2、混频器的技术指标 (9)三、混频器的设计 (9)1、3 D B定向耦合器的设计 (9)1.1、建立工程 (9)1.2、搭建电路原理图 (10)1.3、设置微带线参数 (11)1.4、耦合器的S参数仿真 (12)2、完整混频器电路设计 (17)3、低通滤波器的设计 ................................................................ 2错误!未定义书签。
四、混频器性能仿真 (23)1、混频器功能仿真 (23)1.1、仿真原理图的建立 (23)1.2功能仿真 (25)2、本振功率的选择 (27)3、混频器的三阶交调点分析 (28)3.1、三阶交调点的测量 (28)3.2、三阶交调点与本振功率的关系 (31)4、混频器的输入驻波比仿真 (31)五、 设计总结 (33)一、 射频电路与ADS 概述1、 射频电路概述射频是指超高频率的无线电波，对于工作频率较高的电路，人们经常称为“高频电路”或“射频（RF ）电路”或“微波电路”等等。
工程上通常是指工作频段的波长在10m ～ 1mm 或频率在30MHz ～ 300GHz 之间的电路。
此外，有时还含有亚毫米波（ 1mm ～0.1mm 或300GHz ～ 3000GHz ）等。
一方面，随着频率升高到射频频段，通常在分析DC 和低频电路时乐于采用的基尔霍夫定律、欧姆定律以及电压电流的分析工具，已不精确或不再适用。
分布参数的影响不容忽略。
另一方面，纯正采用电磁场理论方法，尽管可以很好的)()/(1038Hz f s m f c ⨯==λ全波分析和计及分布参数等的影响，但很难触及高频放大器、VCO、混频器等实用内容。
混频器的设计与仿真设计题目：混频器的设计与仿真学生姓名： ____________________________学院： _______________________________专业： _______________________________指导老师： ____________________________学号： _______________________________ 期:2011年12月20 日•、射频电路与ADS既述 (3)1、............................................................... 射频电路概述32、................................................................... ADS既述3 1、混频器的设计. (7)1. 混频器的基本原理 (7)2、混频器的技术指标 (9)三、混频器的设计 (9)1、3 D B定向耦合器的设计.................................................. .9...…1.1、建立工程............................................................ 9.......1.2、搭建电路原理图 (10)1.3、设置微带线参数 (11)1.4、耦合器的S参数仿真 (12)2、............................................................. 完整混频器电路设计173、低通滤波器的设计 ................................................................... 2.错误!未定义书签四、混频器性能仿真 (23)1、....................................................... 混频器功能仿真231.1、仿真原理图的建立 (23)1.2功能仿真 (25)2、....................................................... 本振功率的选择273、混频器的三阶交调点分析 (28)3.1、三阶交调点的测量 (28)3.2、三阶交调点与本振功率的关系 (31)4、混频器的输入驻波比仿真 (31)五、设计总结 (33)一、射频电路与ADS既述1、射频电路概述射频是指超高频率的无线电波，对于工作频率较高的电路，人们经常称为“高频电路”或“射频(RF电路”或“微波电路”等等。
数字式双混频时差测量仪原理分析与仿真何慧征;朱江淼【摘要】In order to break through the limitations of traditional time frequency measuring technique and improve the preci-sion of the frequency stability,a digital dual mixer time difference measuring system is devised. The system is based on the tra-ditional dual mixer time difference measuring principle and the digital signal processing technique to realize the comparing mea-surement of the frequency scale. The simulation result shows that when measuring with the signal of 10MHz ,the Allan variance of the phase noise will be better than 3E-13/s,which can be used to real-time measure and monitor the frequency scale with high precision.%为了突破传统时频测量技术的局限性，提高频率稳定度的精确程度，研究设计了一套数字式双混频时差测量系统，采用经典双混频时差测量原理，运用数字信号处理技术实现频标的比对测量。
仿真结果证明，采用10 MHz信号进行测量时，得到相位噪声Allan方差优于3E-13/s，可对高精度频标进行实时测量和监控。
目录前言 (1)工程概况 (1)正文 (2)3.1设计的目的及意义 (2)3.2 目标及总体方案 (2)3.2.1课程设计的要求 (2)3.2.2 混频电路的基本组成模型及主要技术特点 (2)3.2.3 混频电路的组成模型及频谱分析 (2)3.3工具的选择—Multiusim 10 (3)3.3.1 Multiusim 10 简介 (3)3.3.2 Multisim 10的特点 (3)3.4 混频器 (3)3.4.1混频器的简介 (4)3.4.2混频器电路主要技术指标 (4)3.5 混频器的分类 (5)3.6详细设计 (5)3.6.1混频总电路图 (5)3.6.2 选频、放大电路 (5)3.6.3 仿真结果 (6)3.7调试分析 (9)致谢 (9)参考文献 (9)附录元件汇总表 (10)混频器的设计与仿真前言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-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M 的图像信号要变成38MHZ的中频图像信号。
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作为主振荡器，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。
工程概况混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。
除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。
第20章 混频器的仿真 521║
弹出，在数据显示视窗中插入V out 的矩形图，显示V out 的仿真结果，并在V out 曲线的峰值
处插入一个标记marker ，V out 的仿真结果如图20.28所示。
图20.27 参数扫描控制器 图20.28 输出信号随本振功率的变化 （6）由图20.28可以看出，V out 的输出与本振功率有关，当本振功率为17dBm 时，V out 的输出最大，为-27.871dBm 。
20.3.3 混频器三阶交调的仿真
（1）将原理图Mixer2另存为原理图Mixer3。
（2）将端口1的单频功率源P _1Tone 更换为多频功率源P _nTone ，并对P _nTone 设置如下。
Freq[1]=（RF _freq-fspacing/ 2）GHz ，这是多频功率源的第一个基准频率。
Freq[2]=（RF _freq+fspacing/ 2）GHz ，这是多频功率源的第二个基准频率。
P[1]= dbmtow （-20），这是第一个基准频率的功率源输出功率。
P[2]= dbmtow （-20），这是第二个基准频率的功率源输出功率。
其他设置保持不变。
端口1的功率源设置如图20.29所示。
（3）将端口2的单频功率源P _1Tone 重新设置如下。
P= dbmtow （LO _pwr ），表示单频功率源输出功率为变量LO _pwr 。
Freq= LO _freq GHz ，表示本振频率为变量LO _freq 。
其他设置保持不变。
端口2的单频功率源如图20.30所示。
图20.29 端口1的功率源 图20.30 端口2的单频功率源。
三段式DBR激光器自混频干涉效应仿真（The simulation of self-mixing interference effects inthree-section DBR lasers）摘要：利用F-P腔模型和耦合波动方程，分析了分布式布拉格反射器激光器（DBR）的自混频干涉效应。
推导了其频率的振荡和阈值的变化。
在仿真中讨论了内部和外部参数对输出光强和波形倾斜度的影响。
结论：仿真结果显示，DBR的自混频干涉效应与文献5中讨论的分布式反馈激光器（DFB）相似。
他们的区别在于，当线宽增益因子增加时，DFB激光器的输出变化调制深度（MDOV）不变，而DBR的MDOV随之增加。
选择合适的激光线宽增益因子和外部腔的长度，可以得到合适的倾斜度。
调制激光器前端面的反射率和外部目标的反射率，可以得到合适的MDOV。
因此，DBR自混频干涉的良好信号是可以得到的，这对于利用自混频干涉的传感器应用有很大帮助。
线型光纤激光器内腔光学反馈效应的研究（The study of internal cavity optical feedbackeffect in fiber linear lasers）摘要：本文基于线性光纤激光器结构建立了一种内腔光学反馈系统。
由于光学反馈效应可以等价于激光腔内损失的变化，我们推导了光学反馈系统输出变化方程。
利用仿真以及实验观察发现其输出特征与半导体激光器的自混频干涉效应的输出特征类似。
这种相似性表明本文建立的前置系统可以应用于主动传感系统。
如位移、反射率和距离的测量。
结论：基于光纤线性激光器结构建立了一种光学反馈系统，并且推导了这种系统的输出表达式。
建立了分析这种反馈对系统影响的模型，并且通过了实验证实。
如果这种反馈系统成为线型光纤激光器的一部分，会使得激光器不仅是一个光源，而且成为一个传感元件。
这种光学反馈系统将为新型光纤传感网络提供了理论基础和实验技术。
通信电子线路实验
实验名称：混频器仿真
混频器的作用是在保持已调信号的调制规律不变的前提下，使信号的载波频率升高（上变频）或下降（下变频）到另一个频率。
一、晶体管混频器电路仿真
本实验电路为AM调幅收音机的晶体管混频电路，它由晶体管、输入信号源V1、本振信号源V2、输出回路和馈电电路等组成，中频输出465KHz的AM波。
电路特点：（1）输入回路工作在输入信号的载波频率上，而输出回路则工作在中频频率（即LC选频回路的固有谐振频率fi）。
（2）输入信号幅度很小，在在输入信号的动态范围内，晶体管近似为线性工作。
（3）本振信号与基极偏压Eb共同构成时变工作点。
由于晶体管工作在线性时变状态，存在随U L周期变化的时变跨导g m(t)。
工作原理：输入信号与时变跨导的乘积中包含有本振与输入载波的差频项，用带通滤波器取出该项，即获得混频输出。
在混频器中，变频跨导的大小与晶体管的静态工作点、本振信号的幅度有关，通常为了使混频器的变频跨导最大（进而使变频增益最大），总是将晶体管的工作点确定在：U L=50~200mV，I EQ=0.3~1mA，而且，此时对应混频器噪声系数最小。
1、直流工作点分析
使用仿真软件中的“直流工作点分析”，测试放大器的静态直流工作点。
注：“直流工作点分析”仿真时，要将V1去掉，否则得不到正确结果。
因为V1与晶体管基极之间无隔直流回路，晶体管的基极工作点受V1影响。
若在V1与Q1之间有隔直流电容，则仿真时可不考虑V1的存在。
2、混频器输出信号“傅里叶分析”
选取电路节点8作为输出端，对输出信号进行“傅里叶分析”，参数设置为：
基频5KHz，谐波数为120，采用终止时间为0.001S，线性纵坐标请对测试结果进行分析。
在图中指出465KHz中频信号频谱点及其它谐波成分。
注：傅里叶分析参数选取原则：频谱横坐标有效范围=基频×谐波数，所以这里须进行简单估算，确定各参数取值。
分析：图中最高频谱点在465KHZ的中频信号成分，同时电路中还有较弱的其他谐波成分。
二、模拟乘法器混频电路
模拟乘法器能够实现两个信号相乘，在其输出中会出现混频所要求的差频（ωL-ωC），然后利用滤波器取出该频率分量，即完成混频。
与晶体管混频器相比，模拟乘法器混频的优点是：输出电流频谱较纯，可以减少接收系统的干扰；允许动态范围较大的信号输入，有利于减少交调、互调干扰。
1、混频输入输出波形测试
在仿真软件中构建如下模拟乘法器混频电路，启动仿真，观察示波器显示波形，分析实验结果。
分析：波形良好，没有发生失真现象，混频效果好
2、混频器输出信号“傅里叶分析”
选取电路节点6作为输出端，“傅里叶分析”参数设置为：
基频10KHz，谐波数为60，采用终止时间为0.001S，线性纵坐标从输出频谱中找出最高频谱点500KHz中频信号成分，同时观察电路中较弱的其它谐波成分。
分析：图中最高频谱点在500KHZ的中频信号成分，同时电路中还有较弱的其他谐波成分。
