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第12章混频与倍频

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乘法运算电路

乘法运算电路
*第11章
集成模拟乘法器在高频电路中的应用
11.1 模拟乘法器 11.1.1 乘法运算电路 11.1.2 模拟乘法器的应用 11.2 信息传输过程 11.2.1 信息的传输过程 11.2.2 信息传输处理 11.3 调幅与检波 11.3.1 调幅 11.3.2 模拟乘法器调幅电路 11.3.3 模拟乘法器检波电路
由分析可知，二极管两端电压uv在大部分时间里为负值，只在输入电压的
每个高频周期的峰值附近才导通，因此其输出电压波形与输入信号包络相同。此时， 平均电压uo包含直流及低频分量，如图11-13(c)所示，经CL隔直后，将uΩ 耦合至RL 上，如图 11-13(d)所示。
BW (c n ) (c n ) 2n
(11-12)
式11-12表明，多频调幅时，最高频调幅波总的频带宽度为调制信号率的2倍。
Ωn为调制信号 的最高频率
图11-9
复杂信号调制频谱
11.3.2
模拟乘法器调幅电路
1. 不同的调幅制式
由式 11-10可知，载波分量是不包含信息的，因此，为了提高设备的功率利用 率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这叫做抑制载波双边带调幅，用DSB 表示，其表达式为 uDSB maU cm cos t cos c t
2. 调幅电路
由式(11-10)、(11-13)、(11-14)、(11-15)可以看出，调幅的过程实 际上就是信号相乘的过程，因此，利用模拟乘法器就能实现振幅调制。 图11-11给出了用模拟乘法器MC1496实现一般调幅的电路，调制信号uΩ (t) 从芯片的1脚输入，载波uc(t)由10脚输入，已调信号由6脚输出。在1、4之 间接两个10kΩ 电阻和一个47kΩ 的电位器，是为了灵活调节1、4之间的直流 电压。 由式 11-9 可知，只要在调制信号uΩ (t)上附加直流电压，再与载波信 号直接相乘，即可得到一般调幅信号。因此，只要调节RP，使1、4两端直流 电位不相等，就相当于给uΩ (t)上叠加了一个直流电压U。这时，图中的输 出电压为 uo (t ) Kuc (t )[U uΩ (t )]

混频电路原理与分析PPT课件

混频电路原理与分析PPT课件

(3) 混频跨导 gc
在混频中，由于输入是高频信 号，而输出是中频信号，二者频 率相差较远，所以输出中频信号 通常不会在输入端造成反馈，电 容Cbc的作用可忽略。另外，gce一 般远小于负载电导GL，其作用也 可以忽略。由此可得到晶体管混 频器的转移等效电路如图所示
bb
b
C
+
+
vs
vbe gbe
Cbe
所用非线性器件的不同，叠加型混频器有下列几种：
1. 晶体三极管混频器 它有一定的混频增益
2. 场效应管混频器 它交调、互调干扰少
3. 二极管平衡混频器和环形混频器 它们具有动态范围大 组合频率干扰少的优点
2)乘积型混频器
乘积型混频器由模拟乘法器 和带通滤波器组成 其实现模型如图所示 设输入信号为普通调幅波
函数表达式用幂级数函数近似，使问题简化。用这种方法 来分析非线性电路可突出说明频率变换作用，不便于作定 量分析。
i = a0+a1v+a2v2+a3v3+……
2.变跨导分析法 在混频时，混频管可看着一个参数(跨导)在改变的线
性元件，即变跨导线件元件。
时变电导
变跨导分析法
v0 vs
由于信号电压Vsm很小，无论 它工作在特性曲线的哪个区域，都 可以认为特性曲线是线性的(如图上 ab、ab和ab三段的斜率是不同 的)。因此，在晶体管混频器的分析 中，我们将晶体管视为一个跨导随 本振信号变化的线性参变元件。
按器件分： 二极管混频器、 三极管混频器、 三极管变频器、 模拟乘法器混频器、 场效应管混频器、 场效应管变频器
按工作特点分： 单管混频、 平衡混频、 环型混频
从两个输入信号在时域上的处理过程看： 叠加型混频器、 乘积型混频器

第12章镜像抑制混频器的设计与仿真

第12章镜像抑制混频器的设计与仿真

图12-2 超外差混频器的频谱
LO控制的开关特性可以用几种电子器件构成，肖特基二极管在LO 的正半周低阻，负半周高阻近似为开关。在FET中，改变栅源电压 的极性，漏源之间的电阻可以从几欧姆变到几千欧姆。在射频或微 波低端，FET可以不要DC偏置，而工作于无源状态。BJT混频器与 FET类似。 根据开关器件的数量和连接方式，混频器可以分为三种：单端、 单平衡、双平衡。微波实现方式就是要用微波传输线结构完成各耦 合电路和输出滤波器，耦合电路和输出滤波器具有各端口的隔离作 用。
dB(S(2,1))
-20
-20
-30
m4 freq=3.800GHz dB(S(2,1))=-48.893 m4
-40
-50 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
freq, GHz
freq, GHz
(c)输入端口的回波损耗
(d)输入端口间的隔离度
图12-6 端口仿真曲线
10 0 -10
dB(S(2,1))
-20 -30 -40 -50 -60 0.1 0.6 1.1 1.6 2.1 2.6 3.1 3.6 4.1 4.6 5.0
freq, GHz
图12-8 低通滤波器仿真曲线
12.2.3 完整混频器电路
混频器的完整电路图如图12-9所示。将其分成8个部分，下面 针对每个部分进行具体设计。
D1中混频电流为：i (t ) 1
n , m


I n,m exp[ jm ( s t
n , m


2
) jn ( L t )]
i 2 (t ) 同样，D2中混频电流为：

《通信电路》(沈伟慈)课后习题答案 西安电子科技大学出版社[优质内容]

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习题解答汇编
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
高级培训
1
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第１章
1.1 解：
（1）1—1端短接时，谐振电感
L
1
02C
(2
1 106 )2 100 10 12
253 H
高级培训
2
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（2）1－1端接时，因为
0
1 CxC Cx C
0L
所以
（提示：可以参考教材中例3.4电路进行修改）
高级培训
40
习题解答汇编
第4章
4.1 解：如题4.1图所示。
（a）
题4.1图
高级培训
（b）
41
习题解答汇编
(c)
题4.1图
高级培训
42
习题解答汇编
4.2 解：（a）不能，不能满足三点式法则。 （b）不能，同上。 （c）能，满足三点式法则。 （d）能，两级反相放大。 （e）不能。若第二级负载C2改为电阻则有可能产生振荡。
高级培训
23
习题解答汇编
2.6 解: (提示:此题可以参照教材图2.2.1画出晶体管共基 极Y参数等效电路,然后再画出放大器等效电路.)
根据条件可以求得:
C C Cob 28pF,
g g P g ob n 2 g L 288S
Au0
n y fb g
17.4
BW g 1.64MHz
高级培训
43
习题解答汇编 4.3 解：（1）可将此电路用共基电路等效,如题4.3图所示。
题4.3图
高级培训
44
习题解答汇编
f0
2
1
2.6MHz

第12章 混频与倍频

第12章 混频与倍频

延迟式AGC电路。当输入信号小于某一给定的值时，AGC电路 不起作用，接收机增益不变，接收机灵敏度不受影响，只有当输 入信号大于该给定值时，AGC电路才开始产生AGC电压，而且 电路增益随AGC电压而减小的程度，恰好与输入信号电压的增 大相抵消，使输出电压基本保持不变。由于这种电路是当输入信 号延迟到大于给定值之后才开始工作的，故称为延迟AGC。
12.1.2 变频器的工作原理
变频器它由非线性器件、本地振荡器和带通滤波器组成 非线性器 件将输入 的高频信 号us(t)与本 带通滤波器则用来从各种频 振信号ul(t) 率成分中提取出中频信号。 进行混频， 产生新的 通常非线性器件与带通滤 频率 波器合在一起称为混频器， 本地振荡器产生本振 而本振信号由另一电路产 信号ul(t)； 生。 如果混频器和本地振荡器共用一个器件，即非线性元件既 产生本振信号，又起频率变换作用，则称之为变频器。
第12章 混频与倍频
12.1 变频器概述 12.2 混频电路 12.3 自动增益控制（AGC）
12.1 变频器概述
变频就是将高频已调波经过频率变换，变为固定中频已调波。
12.1.1 变频器的作用
在变频过程中，信号的频谱结构和调制类型保持不变， 改变的只是信号的载频。因此，变频器也是频谱变换电 路（或频谱搬移电路）。为了Байду номын сангаас现变频，变频器应包括 产生高频等幅波ul的本机（或本地）振荡器，ul称为本振 信号，其频率用fl表示。
具有AGC作用的调幅接收机的方框图
12.3.2 实现AGC的方法
1. 改变射极电流IE
晶体管～IE曲线
Ui↑→ U O
↑→|±UAGC|↑→IE↓→↓→|Au|↓
利用曲线的上升部分或下降部分都可以实现增益控制，前者称 为反向AGC，后者称为正向AGC。在反向AGC中，IE必须随 |±UAGC|的增加而减小，才能使下降，增益降低，

第11讲 模拟调幅与检波、混频、倍频电路

第11讲 模拟调幅与检波、混频、倍频电路

则乘法器输出为:
uo (t ) = k2u AM (t )ur (t ) = k2U cmU rm (1 + M a cos Ωt ) cos 2 ωc t = k2U cmU rm 2 M cos(2ωc + Ω)t M a cos(2ωc − Ω)t ⎤ ⎡ + 1 + M a cos Ωt + cos 2ωc t + a ⎢ ⎥ 2 2 ⎣ ⎦
6.2.2 双边带调幅方式
1 双边带调幅信号的特点 设载波为uc(t)=Ucmcosωct, 单频调制信号为uΩ(t)=UΩm cosΩt(Ω<<ωc), 则双边带调幅信号为:
uDSB (t ) = kuΩ (t )uc (t ) = kU ΩmU cm cos Ωt cos ωc t kU ΩmU cm = [cos(ωc + Ω)t + cos(ωc − Ω)t ] 2
其中，k2是乘法器增益 结论 输出信号中含有直流, Ω, 2ωc, 2ωc±Ω几个频率分量。 用低通滤波器取出直流和Ω分量, 再去掉直流分量, 就可恢复原调制信 号。 本地载波与发射端载波必须同频、同相(或固定相位差) 。
为什么同步信号与发射端载波必须同相(或固定相位差) ? 如果同步信号与发射端载波同频不同相, 有一相位差θ, 即 ur=Urmcos(ωct+θ) 则乘法器输出包含Ω的分量为 k2UcmUrmMacosθcosΩt 若θ是一常数, 即同步信号与发射端载波的相位差始终保持恒定, 则解 调出来的Ω分量仍与原调制信号成正比, 只不过振幅有所减小。当然 θ≠90°, 否则cosθ=0, Ω分量也就为零了。 若θ是随时间变化的, 即同步信号与发射端载波之间的相位差不稳定, 则解调出来的Ω分量就不能正确反映调制信号了。

模拟乘法器的应用

模拟乘法器的应用

随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。

用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和检波电路，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。

作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作解调时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。

调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。

集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。

作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作检波时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。

调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。

还需注意：（1）Y端有关，否则输出波输入信号幅度不应超过允许的线性范围，其大小与反馈电阻RY形会产生严重失真；（2）X端输入信号可采用小信号（小于26mV）或者大信号（大于260mV），采用大信号可获得较大的调幅或解凋信号输出。

信息传输系统中，检波是用以实现电信号远距离传输及信道复用的重要手段。

由于低频信号不能实现远距离传输，若将它装载在高频信号上，就可以进行远距离传输，当使用不同频率的高频信号，可以避免各种信号之间的干扰，实现多路复用。

关键词：模拟乘法器，调幅器，检波器，MC1496第一章、集成模拟乘法器的工作原理 (2)第一节、模拟乘法器的基本特性 (2)一、模拟乘法器的类型 (2)第二节、变跨导模拟乘法器的基本工作原理 (2)第三节、单片集成模拟乘法器 (3)第二章、集成模拟乘法器的应用 (4)第一节、基本运算电路 (4)一、平方运算 (4)二、除法运算器 (5)三、平方根运算 (5)四、压控增益 (5)第二节、倍频、混频与鉴相 (6)一、倍频电路 (6)二、混频电路 (6)三、鉴相电路 (6)第三节、调幅与解调 (7)一、信息传输的基本概念 (7)二、调幅原理 (8)三、采用乘法器实现解调(检波) (10)第三章、MC1496模拟乘法器构成的振幅器 (10)第一节、振幅调制的基本概念 (10)第二节、抑制载波振幅调制 (13)第三节、有载波振幅调制 (14)第四章、MC1496模拟乘法器构成的同步检波器 (14)总结 (18)参考文献 (18)附录 (19)第一章、集成模拟乘法器的工作原理第一节、模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是实现两个模拟量相乘功能的器件，理想乘法器的输出电压与同一时刻两个输入电压瞬时值的乘积成正比，而且输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的。

混频器、倍频器的研究

混频器、倍频器的研究

现代电子技术实验
设输入到混频器中的输入已调信号VS（t） 和本振电压VL （t）分别为：
实验目的
VL t VLm cos L t
Vs t Vsm cos s t
实验原理
这两个信号相乘后，其输出电压为：
Vo t KVLmVsm cos L t cos s t
实验内容
注意事项
V0 t KV
2 x
t
现代电子技术实验
实验目的
设Vx（t）为某一频率fs的信号电压 Vx（t），即Vx（t）＝ Vxmcosωst，则 输出电压为：
V0 t K Vsm cos s t
2
实验原理
1 2
KVsm 1 cos 2 s t
现代电子技术实验
混频器、倍频器的研究
实验目的
实验原理
实验内容
注意事项
现代电子技术实验
一、实验目的
实验目的 实验原理
1、学习集成模拟乘法器AD834实 现混频及倍频功能的原理。 2、了解乘积混频器及倍频器的电 路特点和性能特性。 3、学习测量混频增益原理
1、混频器
实验目的
现代电子技术实验
实验原理
混频，又称变频，是一种频谱的线性 搬移过程，它是使信号自某一个频率变换成 另一个频率。完成这种功能的电路称为混频 器(或变频器)。
实验内容
注意事项
混频是频谱的线性搬移过程。完成频 谱的线性搬移功能的关键是要获得两个输入 信号的乘积，能找到这个乘积项，就可完成 所需的线性搬移功能。
1 2 KVLmVSm cos L s t cos L s t
实验内容
注意事项
经带通虑波器取出所需信号。

混频与倍频

混频与倍频
§7-4 混频与倍频
学习要点： •了解常用混频电路 •了解混频干扰与失真
混频与倍频
7-4-1 概述 7-4-2 混频器 7-4-3 混频器主要技术指标 7-4-4 混频干扰与失真 退出
——根据信号处理的要求将已调波的载频降低或升高,但调制规 律不变。
7-3-1 概述
——之所以要变频，主要是根据接收设计的需要 1．如早期接收机采用“直放式接收机”，它的框图如下所示。
U Im Au U cm
2.选择性——混频器对干扰信号的抑制能力。一般对混频器的选
择性要求比较高。
3.失真与干扰 混频失真——如果混频器输出中频调幅信号包络与输入高频调幅
信号包络不同，则表示信号产生了失真。
干扰信号——在混频过程中，由于非线性器件的特性还会产生一 些除有用信号以外的干扰信号。
4.噪声系数——由于混频器处于接收机的前端，混频自身内部产生
号与本振信号作用产生频率等于中频fI，那么，中频放大器
对它是无法滤除的，直至检波输出在扬声器中发出干扰声 音。这类干扰，通常称之为寄生通道干扰。寄生通道干扰
中主要的是镜像干扰和中频干扰两种。 2. 非线性失真 ——非线性失真，如包络失真、强信号阻塞、交叉调制失真、
互调失真及倒易混频等。 3. 减小干扰及失真的措施 ——可采用两方面的措施来减小干扰和非线性失真
波电路。由于检波器的非线性作用，接近fI的组合频率分量 将与中频信号进行差拍检波而产生音频信号，最终在扬声器 中以“哨 叫声”的形式出现,称为干扰哨声。
(2) 寄生通道干扰：也称“副波通道干扰”。由于接收机输入
端
选择性不够理想，有部分干扰信号进入混频器，它是外来 的干扰信号fn和本振信号fL作用产生的中频信号。若干扰信

高频实验倍频和混频

高频实验倍频和混频

场效应管、三极管倍频器一、实验目的1、 理解场效应管、三极管的非线性特性；2、 理解场效应管、三极管倍频器的工作原理。

二、实验内容1、观察倍频器输出信号频率与输入信号频率的关系。

三、实验仪器1、20MHz 示波器 一台2、数字万用表 一块3、调试工具 一套四、实验原理设1u （频率为1f ）为输入信号电压，将1u 输入到非线性器件，若非线性器件的伏安特性)(u f i =用幂级数近似，则在静态工作点电压V Q 上展开的台劳级数为+++++=+=nn Q u a u a u a a u V f i 12121101)( （4－1）式中， n a a a 10、是各次方项的系数，它们与静态工作点电压V Q 有关。

由式4－1可见，当非线性器件输入一个电压信号时，器件的响应电流中存在着这个电压的平方项，即存在1f 的二倍频成分。

选择平方律特性好的非线性器件，并在后级加入选频网络（谐振频率为12f ），就可实现二倍频的功能。

场效应管和晶体三极管组成的谐振放大器就是由非线性器件（场效应管、三极管）和选频网络组成的，因此可实现倍频的功能。

实验电路如图4－1和4－2所示。

R2Q1C3CC1R3C1TT1D1D2T1+12VTP1图4－1 场效应管倍频器C17R28Q2R30C18C19R31 CC2R27 W3T2+12VTT2TP5图4－2 三极管倍频器五、实验步骤1、场效应管倍频器（1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨。

主板GND接模块GND，主板+12V 接模块+12V。

检查连线正确无误后打开实验箱左侧的船形开关，K1向右拨，若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

（2）输入信号参考低频信号源的使用方法，用低频信号源产生频率f1＝5.35MHz，峰峰值约500mV的正弦波信号，将此信号接入到TP1。

（3）观察倍频器的输出波形用示波器在TT1处测量，调节T1、CC1使TT1处信号的峰峰值最大不失真。

非线性光学-第三章

非线性光学-第三章
2
特点：周期变化
z变化周期为 2 k
定义: 晶体长度L= π/k (1/2周期)
I2
Δ k 较小
为 相位失配下的相干长度
(正常色散下，相干长度为几十 m-100m)
0
Δ k 较大
L
2L
3L
4L
z
与Δk关系
思考：当Δk=0的情况？
若 k 0 基波光高消耗的情况
k k2 2k1 4
A3 i3 D ( 2 ) ( 3 ; 1 , 2 ) : A1 A2e i ( k3 k1 k2 ) z z 2cn(3 ) * i ( k k k ) z A1 i1D ( 2 ) ( 1; 3 ,2 ) : A3 A2 e 1 3 2 z 2cn(1 ) * i ( k k k ) z A2 i2 D ( 2 ) ( 2 ; 3 ,1 ) : A3 A1 e 2 3 1 z 2cn(2 )
第三章
光学倍频、混频与参量转换
1、光学倍频 2、光学和频、差频（三波混频） 3、光学参量振荡和放大 … 1、三次谐波 2、四波混频 3、双光子吸收
典型的非线性现象
二阶非线性 光学现象
介质不具有对称中 心的各向异性介质
三阶非线性 光学现象
对介质对称无要求
4、光学自聚焦
5、受激散射 …
这些效应是产生光学变频的较成熟的手段之一，它为人们提供了一 种研究物态结构、分子跃迁驰豫和凝聚态物理构成的新的有效手段。
倍频的
耦合波方程
i ( k - 2 k ) z A3 i ( 2 ) ( 2 ; , ) : A1 A1e 3 1 z cn3 * i (2 k -k ) z A1 i ( 2 ) ( ;2 , ) : A3 A1 e 1 3 z cn1

模拟乘法器MC1496的模拟调制、解调与混频、倍频的设计与仿真

模拟乘法器MC1496的模拟调制、解调与混频、倍频的设计与仿真

模拟乘法器MC1496的模拟调制、解调与混频、倍频的设计与仿真学号：************名：***年级专业：测控工程指导老师：***摘要集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一，是一种多用途的线性集成电路。

可用作宽带、抑制载波双边平衡调制器，不需要耦合变压器或调谐电路，还可以作为高性能的SSB乘法检波器，AM调制/解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等，它与放大器相结合还可以完成许多的数学运算，如乘法、除法、乘方、开方等。

本设计主要应用集成模拟乘法器MC1496实现以上功能。

目录摘要 (1)第一章模拟乘法器MC1496/1596 (3)第二章，集成模拟乘法器的应用 (5)2.1 利用乘法器实现振幅调制 (5)2.2利用乘法器实现同步检波 (6)2.3利用乘法器实现混频 (6)2.4利用乘法器实现倍频 (6)第三章电路仿真与结果 (8)3.1振幅调制与解调电路的仿真 (8)3.2 混频电路的仿真 (9)3.3倍频器电路的仿真 (11)第四章仿真电路的参数和结果分析 (12)第四章仿真电路的参数和结果分析 (13)4.1 振幅的调制与解调 (13)4.2混频电路 (13)4.3倍频器电路 (13)第五章心得体会 (14)第六章参考文献 (15)第一章 模拟乘法器MC1496/1596单片集成模拟乘法器MC1496/1596的内部电路如图1-1所示。

图1-1 单片集成模拟相乘器MC1496/1596的内部电路图中晶体管VT 1～VT 4组成双差分放大器，VT 5、VT 6组成单差分放大器，用以激励VT 1～VT 4；VT 7、VT 8、VD 及相应的电阻等组成多路电流源电路、VT 7、VT 8分别给VT 5、VT 6、提供I 0/2的恒流电流；R 为外接电阻，可用以调节I 0/2的大小。

另外，由VT 5、VT 6两管的发射级引出接线端2和3，外接电阻R y ，利用R y 的负反馈作用可以扩大输入电压u 2的动态范围。

倍频效应

倍频效应

第1 1节倍频效应倍频效应是非线性光学效应。

当光束通过晶体后，除了原来的激光波长以外，还检测到波长为1/2入射光波长的成分，即从晶体中透出光的频率是入射光频率的两倍。

人们把这种光学现象称作光的倍频效应。

倍频效应是弗兰肯(Franken)等人在1 9 6 1年首先发现的。

他们将红宝石激光器输出的波长为694. 3nm的红光射到石英晶体上。

当这束红光通过石英晶体后，他们发现在透射光中除了波长为6 91．3nn的红光外，还出现了波长为347.1nn的成分。

后者的波长刚好等于红宝石激光波长的一半，即频率加倍。

照相板图l0-91 弗兰肯等人的倍频实验装胃若用其它一些晶体材料来取代石英晶体，如磷酸二氢氨(ADP)、磷酸二氢钾(KDP)、砷酸二氢铷(RDA)、铌酸锂( LiNb03)、碘酸锂(Li103)、铌酸钡钠(BNN)等等，都能产生倍频效应。

不仅在透射光中能够检测到倍频光波，在反射光中也能出现倍频光。

将高功率的激光束投射到表面光滑的金属表面上，例如，金、银、铜、铋做的镜面，或者由碱金属盐类，如氯化钙、氯化钠，氯化钾以及半导体材料做成的镜面，甚至液体（例如水、二硫化碳、苯）和空气的分界面，在反射光中也包含有倍频的光波。

图10-22是用红图J e）22 反射光出现倍频光波宝石激光在砷化镓反射镜上反射，在反射光中产生倍频光波的实验示意图。

如果在装砷化镓反射镜的盒中充入一种液体（比如苯）．就可以观察到两束反射光，其中一束是原来的红宝石激光，另一束是由砷化镓晶体产生的倍频光束。

前者遵守反射定律，即反射角等于入射角，01 =02，倍频光不再遵守反射定律。

它的反射角以满足刀1；inplsin秒。

=瓦5式中的n，和l12分别是基波和倍频光波在浸没砷化镓晶体片的液体中的折射率。

根据．L面式子可以计算出反射光中倍频光波与基波之间夹角。

如果盒内不充入引起色散的介质．，倍频光波满足通常的反射定律。

倍频效应是非线性的光学效应，当介质在很强的光波电场作用下，不但产生线性极化，而且产生-次、三次等非线性极化。

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12.3.3 AGC电压的产生
平均值AGC电路是 利用检波器输出电压 中的平均直流分量作 为AGC电压，图中V, CL, RL1, C1, RL2构成检 波器，中频信号uI(t) 经检波后得到含有直 流分量与调制频率分 量的信号， 平均值AGC电路 其中调制信号经过RL2输出，而直流分量经Rp，Cp组成的低通 滤波器输出，该平均直流分量作为AGC电压，根据V的极性 判断，不难判断该AGC电压为+UAGC。
第12章 混频与倍频
12.1 变频器概述 12.2 混频电路 12.3 自动增益控制（AGC）
12.1 变频器概述
变频就是将高频已调波经过频率变换，变为固定中频已调波。
12.1.1 变频器的作用
在变频过程中，信号的频谱结构和调制类型保持不变， 改变的只是信号的载频。因此，变频器也是频谱变换电 路（或频谱搬移电路）。为了实现变频，变频器应包括 产生高频等幅波ul的本机（或本地）振荡器，ul称为本振 信号，其频率用fl表示。
12.2.2 混频电路介绍
三极管混频器的基本形式
12.2.3 倍频器
倍频器是一种频率变换电路。倍频器的输出信号频率fo是 输入信号频率fi的整数倍，如fo=2fi, fo=3fi…。
倍频器的主要用途如下： （1）将频率较低但稳定度较高的石英晶体振荡器所产生的稳定振荡信号进行 倍频，以得到频率较高的稳定的振荡信号。 （2）扩展仪表设备的工作频段，如对扫频仪中的扫频振荡源信号进行倍频， 可使扫频仪的工作频率范围扩大几倍。 （3）使用一个振荡器得到两个或多个成整数比的频率，如某些仪表中的频标 振荡器。
2. 三极管混频
三极管混频是利用集电极电 流ic与ube之间的非线性关系 进行的
输入信号、本振信号及基极偏压VBB叠 三极管混频电路 加后加在三极管发射结上，利用发射 结的非线性，从而产生许多频率分量。 这些组合频率电流分量经过三极管放 大，接在集电极回路中的LC谐振回路 上。谐振回路谐振在中频fg上，完成取 出集电极电流中的有用中频分量的任 务
（4）有时在超高频段难以获得足够功率的信号，就可以用倍频器将频率较低、 功率较大的信号转变为频率较高、功率也能满足要求的超高频输出信号。

（5）对于调频发射机来说，还可以利用倍频器加深调制深度，以获得较大的 频偏。
实现倍频的电路很多，主要有丙类倍频器和参量倍频器。 参量倍频器是利用变容管的结电容与外加电压的非线性 关系对输入信号进行非线性变换，再由谐振回路从中选 取所需的n次谐波分量，从而实现n倍信频的，其工作频 率可达100MHz以上 丙类倍频器的电路形式丙类谐振功放的电路相同，不同之 处仅在于倍频器的输出谐振回路不是调谐在基频上，而是 调谐在所需的n次谐波频率上。于是，输出谐振回路将从 谐波丰富的集电极电流脉冲中获得n次谐波电压，而其他 分量产生的电压均可忽略。因此，在负载上得到频率为输 入信号频率n倍的输出信号，即实现了n倍信频。
控制电压+UAGC加 在晶体管的发射 极，当+UAGC增加 时，晶体管的偏 置电压UBE减小， 发射极电流IE减 小，结果使下降， 放大器增益降低； 相反，如果控制 电压+UAGC减小， 则UBE升高，IE与 均增大，放大器 增益升高。
2. 改变放大器的负载 这是在集成电路组成的接收机中常用的实现AGC的 方法。由于放大器的增益与负载密切相关，因此， 通过改变负载就可以控制放大器的增益。在集成电 路中，受控放大器的部分负载通常是三极管的发射 极输入电阻（发射结电阻）。若用AGC电压控制三 极管的偏流，则该电阻也随着改变，从而达到控制 放大器增益的目的。
具有AGC作用的调幅接收机的方框图
12.3.2 实现AGC的方法
1. 改变射极电流IE
晶体管～IE曲线
Ui↑→ U O
↑→|±UAGC|↑→IE↓→↓→|Au|↓
利用曲线的上升部分或下降部分都可以实现增益控制，前者称 为反向AGC，后者称为正向AGC。在反向AGC中，IE必须随 |±UAGC|的增加而减小，才能使下降，增益降低，
本章小结
（1）变频器仅改变信号的载频，而不改变信号频谱的内部 结构，因此是频谱搬移电路。混频电路有多种形式，有二 极管环形混频、三极管混频等。由于混频电路中存在特有 的干扰和非线性失真，因此必须采取措施减小这些干扰和 失真。
（2）倍频器是一种频率变换电路，用途也比较广泛，主要 有丙类倍频器和参量倍频器。 （3）AGC电路是接收机的重要辅助电路之一，它使接收机 的输出信号在输入信号变化很大时能基本稳定，故得到广 泛的应用。
12.2 混频电路
12.2.1 实现混频的基本方法
1. 二极管混频 设加在二极管上的两个信号 分别是载波频率为fc的调幅 波us(t)和频率为fl的本振信号 ul(t)。
二极管混频电路
经过二极管的非线性作用，二极管中电流的频率成分包括 fk=|±pfl±qfs|。若使谐振回路调谐在p=q=1的差频分量上，则 变频器输出电压uO(t)的载波频率为fg=flfc。
延迟式AGC电路。当输入信号小于某一给定的值时，AGC电路 不起作用，接收机增益不变，接收机灵敏度不受影响，只有当输 入信号大于该给定值时，AGC电路才开始产生AGC电压，而且 电路增益随AGC电压而减小的程度，恰好与输入信号电压的增 大相抵消，使输出电压基本保持不变。由于这种电路是当输入信 号延迟到大于给定值之后才开始工作的，故称为延迟AGC。
12.3 自动增益控制（AGC）
自动增益控制，简称AGC，是接收机的重要辅助电路之一
12.3.1 AGC电路的作用
AGC电路的作用是：当输入信号变化很大时，保持接收机的输出 信号基本上稳定（变化不大），即当输入信号较强时，接收机增 益较低；当输入信号较弱时，接收机增益较高。为了实现这一控 制，必须有一个随输入信号改变的电流（或电压），然后利用这 一电流（或电压）去控制接收机各级的增益。
12.1.2 变频器的工作原理
变频器它由非线性器件、本地振荡器和带通滤波器组成 非线性器 件将输入 的高频信 号us(t)与本 带通滤波器则用来从各种频 振信号ul(t) 率成分中提取出中频信号。 进行混频， 产生新的 通常非线性器件与带通滤 频率 波器合在一起称为混频器， 本地振荡器产生本振 而本振信号由另一电路产 信号ul(t)； 生。 如果混频器和本地振荡器共用一个器件，即非线性元件既 产生本振信号，又起频率变换作用，则称之为变频器。