变频与混频电路本科

混频电路原理与分析混频电路是一种由多个电子器件构成的电路，用于将两个或多个频率不同的信号进行混合并得到一个包含原始信号频率差的输出信号。

混频电路在无线通信、雷达、无线电广播等领域都有广泛应用。

混频电路的原理可以通过以下步骤进行分析：1.混频器混频器是混频电路的核心组件，其根据原理大致分为三种：非线性混频器、自激混频器和平衡混频器。

其中，非线性混频器是最为常见的一种类型。

2.信号输入3.混频器作用混频器的主要作用是将多个输入信号进行频率变换。

在非线性混频器中，其基本原理是利用信号的非线性特性产生新的频率成分。

通过控制输入信号的幅度、相位差等参数，可以得到不同频率的混频结果。

混频器通常由二极管、三极管等器件组成。

4.中频处理混频电路中的一些信号处理电路主要用于进行中频处理。

中频处理的目的是将混频器混合后的信号调整到基带或特定频率范围内，以便后续的信号处理。

中频处理器通常由滤波器、放大器等器件组成。

5.输出经过混频和中频处理后，混频电路的输出信号包含了原始信号频率差。

输出信号可以被进一步处理和分析，从而获取所需的信息。

混频电路的分析可以从以下几个方面展开：1.混频器参数混频器的性能参数对混频电路的性能有重要影响。

常见的参数包括混频器的增益、损耗、带宽、线性度、射频和中频阻抗匹配等。

通过分析这些参数，可以评估混频电路的性能。

2.信号质量混频电路的输出信号质量是衡量其性能的重要指标。

信号质量可以通过信噪比、谐波失真、互调失真等参数来评估。

3.抑制频率混频电路中的抑制频率是指混频器能够抑制掉输入信号中不需要的频率成分。

通过分析混频电路的抑制频率特性，可以得到抑制效果，进而提高信号质量。

4.杂散分量混频器一般会引入一些非线性失真，会产生一些额外的频率成分，即杂散分量。

通过分析混频器的非线性特性，可以预测和减小这些杂散分量对系统性能的影响。

5.系统灵敏度混频电路的系统灵敏度是指其对输入信号强度的敏感性。

通过分析系统灵敏度，可以确定系统的工作范围和输入信号要求。

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。

实验五混频电路
（一）实验目的
1.掌握变频原理、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理
2.掌握利用乘法器实现混频、混频器信号的测量方法
（二）实验内容
1.观察混频器输出的波形
2.分析实验结果
混频（或变频）的功能是将已调信号的频谱沿频谱轴做线性搬移，混频电路由乘法器和中频带通滤波器组成。

频频电路的形式有很多种，如图1-1所示为三极管混频电路。

它包括晶体三极管、输入信号源、本振信号源、输出回路和馈电回路。

图1-1 三极管混频电路
电路的输入回路工作在输入信号的载频上，而输出回路则工作在中频上。

输入信号很小，故三极管近似为线性工作；本振信号与基极偏压共同构成时变工作点。

图1-1中，输入信号V1和本振信号V2分别加在晶体管的基极和发射极上，输出中频信号由R5、C3、L2构成的谐振回路取出。

运行仿真电路，双击示波器图标，可以得到输入AM信号（A通道）和中频信号（B通道）的仿真波形如图1-2所示。

图1-2上面的波形是混频电路的输入波形，下面的波形是混频电路的输出波形。

课件，混频电路输入波形（上部）和输出波形（下部）的载波频率是不同的。

图1-1 输入调幅波和混频电路输出波形图1-2为乘法器混频电路。

图1-2 乘法器混频电路图1-3为混频输入的调幅波及其混频器的输出波形。

图1-3 混频器输入的调幅波以及混频器的输出波形
（三）实验报告
1.写明实验目的
2.实验原理
3.实验过程
4.实验结果及分析。

混频电路原理
混频电路是一种电子电路，用于将两个或多个不同频率的信号进行混合，生成新的频率组合。

混频电路通常有两个输入端和一个输出端。

混频电路的原理是利用非线性元件的特性。

非线性元件在电路中工作时，会产生交叉项，这些交叉项就是混频电路中所需的。

在混频电路中，通常使用非线性元件如二极管或晶体三极管作为混频器。

其中，二极管主要用于低频混频，晶体三极管则用于高频混频。

混频电路的基本原理是将两个输入信号通过非线性元件进行混合，产生新的频率组合。

混合后的信号中包含了原始信号的和差频率，可以通过滤波器将所需的频率分离出来。

混频电路主要有两种工作方式，即单边带调制（SSB）和双边
带调制（DSB）。

单边带调制的混频电路可以将信号的一边带滤波掉，只保留所需的频率。

双边带调制的混频电路则输出两个频率的信号。

混频电路在通信领域有很多应用，如无线电广播、电视和通信系统中的频率转换等。

它能够将不同频率的信号进行处理和转换，实现信号的接收和发送。

总之，混频电路利用非线性元件的特性，将两个或多个不同频
率的信号混合，生成新的频率组合。

它在通信领域中起着重要的作用，能够完成信号的处理和转换。

下变频混频实验报告1. 引言下变频混频技术是一种常用于通信系统中的技术，用于将高频信号转换成低频信号。

本实验旨在通过实际操作，了解下变频混频的原理和实现方法。

2. 实验原理下变频混频即将高频信号通过混频器与一低频信号混合，将高频信号转换成低频信号。

混频器是一种非线性元件，利用其非线性特性可以实现下变频混频。

下变频混频的原理如下：1. 将高频信号输入混频器的端口1，低频信号输入端口2。

2. 在混频器中，高频信号被与低频信号相乘，产生两个新的频率分量：高频信号频率加上低频信号频率和高频信号频率减去低频信号频率。

3. 通过滤波器，选择其中一个频率分量，即得到了下变频后的信号。

3. 实验步骤3.1 实验器材准备- 信号发生器：用于产生高频信号。

- 低频信号源：用于产生低频信号。

- 混频器：用于混合高频信号和低频信号。

- 滤波器：用于选择下变频后的信号。

- 示波器：用于观察信号波形。

3.2 实验操作1. 将信号发生器连接到混频器的端口1，低频信号源连接到混频器的端口2。

2. 将混频器的输出连接到滤波器的输入，滤波器的输出连接到示波器。

3. 打开信号发生器和低频信号源，调节信号发生器的频率为高频信号。

选择一个适当的低频信号频率。

4. 调节混频器和滤波器的参数，使得输出端的波形稳定并且清晰可见。

4. 实验结果根据实验步骤和操作，完成下变频混频实验后，我们观察到以下结果：- 在示波器上观察到了下变频后的信号波形。

- 调节混频器和滤波器的参数后，观察到了清晰且稳定的信号波形。

5. 实验分析与讨论下变频混频实验通过实际操作，验证了下变频混频的原理和实现方法。

通过混频器和滤波器的配合使用，可以将高频信号转换成低频信号，实现了信号的降频。

实验中可能出现的误差和影响因素：1. 混频器的非线性特性：混频器的非线性特性会造成一些失真和杂散的频率成分。

2. 滤波器的选择：滤波器的选择对于下变频后的信号质量有很大的影响，选择不当可能会导致信号的失真。

课题：9.1 变频器9.2 混频电路9.3 混频干扰和失真教学目的：1.掌握变频器的作用、工作原理及主要性能指标2.了解混频器的类型及其工作原理3.掌握混频干扰和失真的概念教学重点：混频器的类型及其工作原理教学难点：混频干扰和失真教学方法：讲授课时：2学时教学进程单元九变频器9.1 变频器变频（Frequency Conversion）就是将高频已调波经过频率变换，变为固定中频（Intermediate Frequency）已调波。

变频的应用十分广泛，它不但用于各种超外差式接收机中，而且还用于频率合成器等电路或电子设备中。

一、变频器的作用在变频过程中，信号的频谱内部结构（即各频率分量的相对振幅和相互间隔）和调制类型（调幅、调频还是调相）保持不变，改变的只是信号的载频。

具有这种作用的电路称为变频电路或变频器。

下面以调幅信号的变频波形和频谱的变化为例说明变频器的作用，见图9-1由图可以看出，经过变频，输出的中频调幅波与输入的高频调幅波的包络形状完全相同图9-1 变频器的作用示意图二、变频器的工作原理 1. 变频器的组成框图图9-2 变频器的组成框图变频器工作原理动画演示请点击2.变频器的工作原理输入信号u s (t)和u l (t)经过非线性器件的作用后；电流I 中含有多个频率分量，如下表示：),2,1,0,(c L K =±±±=q p sFqf pff (a) 输入信号(b) 输出信号f K 中含有差频（f l -f s ）经过带通过滤波器后，则选出差频信号，滤出其余频率分量。

可得到 可见，输出信号仍为调幅波，只是载波频率发生了改变。

三、变频器的主要技术指标 （1）变频增益变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅U I 与高频输入信号电压振幅U s 之比，即：同样可定义变频功率增益为输出中频信号功率P I 与输入高频信号功率P s 之比，即：（2）失真和干扰变频器的失真有频率失真和非线性失真。

§7.5混频电路本节我们将讨论下述几个问题1.进行变频的原因，混频器的作用。

2.变频器的基本原理及数学分析。

3.晶体三极管变频电路的基本原理。

4.变频器的主要性能指标。

5.变频干扰。

§7.5.1 概述载波频率变换为中频频率，而保持调制规律不变的频率变换过程。

作用：超外差接收机的重要组成部分（下变频）；发射机的重要组成部分（上变频）。

接收机中混频器的作用：将天线上感应的输入高频信号变换为固定的中频信号；发射机中混频器的作用：将中频信号变换为射频信号。

重要性：靠近天线，直接影响接收机的性能。

混频器类型：一般接收机中：①三极管混频器。

②高质量通信接收机：二极管环形混频器、双差分对平衡调制器混频器（乘法器混频电路）。

1. 混频器与变频器的差别混频器和变频器的功能是一致的，都是频率变换电路，是频谱线性搬移过程。

其差别在于：混频电路中，本振信号由外部提供；变频电路中，本振信号由电路自身产生。

变频器＝混频器+本机振荡器↓↓四端口六端口因为二者功能相同，因此很多参考书不加区别。

但严格意义上是有差别的。

为什么要进行变频？(1) 要实现宽带，有一定增益的高频放大器非常困难，且要在频率很宽的范围内实现良好的选频特性也很困难。

例如，调幅收音机频率范围535～1605K，调频收音机的频率范围88－108MHz困难。

相比之下，固定频率的中频放大器的增益和选择性都可以做得很好。

(2) 在超外差接收机中，采用变频器，将接收到的射频信号变为固定的中频，在中频上放大信号，放大器的增益可以做得很高，选频特性可做得很好，且电路结构简单。

经中频放大后，输入到检波器的信号可达到伏特数量级。

混频达到的目的：将宽带的射频信号⇒固定的中频信号，⇒有利于兼顾选频和增益⇒提高接收机的灵敏度，也就是提高接收微弱信号的能力。

知识点（了解）：调幅收音机频率范围535～1605K，中频465KHz；调频收音机的频率范围88－108MHz，中频为10.7MHz。