二极管双平衡混频器实验报告

二极管平衡混频器实验报告1. 引言1.1 研究背景在射频电路中，混频器是一种用于将两个不同频率的信号进行混合的重要器件。

二极管平衡混频器是一种常用的混频器结构，其性能对于无线通信系统的设计至关重要。

1.2 实验目的本实验旨在研究二极管平衡混频器的工作原理和性能，并通过实际实验验证其性能指标。

2. 实验原理2.1 二极管平衡混频器原理二极管平衡混频器利用非线性的二极管特性，将两个输入信号进行非线性混合，产生混频后的输出信号。

其基本原理如下： 1. 输入信号经过滤波器进行滤波，以降低输入信号的噪声和杂散分量。

2. 输入信号经过平衡网络，将两路输入信号平衡地输入到二极管。

3. 二极管由于非线性特性，将两路输入信号进行混频，产生混频后的信号。

4. 混频后的信号通过输出滤波器滤波，以去除混频带来的杂散和谐波等不需要的信号。

5. 最终得到混频后的输出信号。

2.2 二极管平衡混频器的工作原理二极管平衡混频器通常采用双平衡混频器结构，其基本原理如下： 1. 输入信号经过两个平衡网络分别输入到二极管的两个端口，使得二极管两端的电压具有相同的振幅和相位。

2. 当输入信号的频率满足混频器的局部振荡频率时，二极管的非线性特性会将两个输入信号进行混频，产生混频后的输出信号。

3. 输出信号经过输出滤波器滤波，得到所需的混频输出。

3. 实验仪器与材料•信号发生器•二极管•滤波器•示波器•负载电阻•连接线等4. 实验步骤1.搭建二极管平衡混频器电路，按照实验要求连接信号发生器、滤波器、示波器和负载电阻等。

2.调整信号发生器的输出频率和幅度，使得输入信号满足混频器的局部振荡频率要求。

3.调整滤波器的参数，使得输出信号的杂散和谐波降至最低。

4.测量并记录输出信号的幅度、相位等性能指标。

5.分析实验结果，验证二极管平衡混频器的性能。

5. 实验结果与分析5.1 实验数据根据实验步骤所得到的实验数据如下：输入信号频率（MHz）输出信号幅度（dBm）输出信号相位（°）100 0.5 0200 0.3 45300 0.2 905.2 分析与讨论根据实验数据可得到二极管平衡混频器的输出信号随输入信号频率的变化曲线。

实验二混频器仿真实验一．无源混频器仿真实验二极管环形混频电路载频是f L=1kHz，调制频率为f R=100Hz，因此混频后会出现f L f Rf L- f R==900Hz ，f L+ f R=1100Hz，如图所示前两个峰值。

由于二级管的开关作用，还会产生组合频率，不过幅度会随次数的增加而减小，如图所示后两个峰值。

二．有源混频器仿真实验1．三极管单平衡混频电路直流分析傅里叶分析差模输出将直流分量抵消，组合频率分量也被抵消了，本振不会馈通。

但是由于射频信号是非平衡的，所以射频信号带入的直流分量与本振信号相乘后产生了较大幅值的本振频率分量，并且在频谱中还是会出现少量本振信号的奇次谐波与射频相混频的频率分量，单平衡混频电路有效地抑制了高频率分量，单节点输出存在低频分量过大的问题，但使用差分放大器的双点输出能够很好地解决这个缺陷。

但与无源混频器相比，出现了大量的杂波。

2.加入有源滤波器后混频后得到上下变频分量，通过一个带通滤波器，滤除上变频以及本振频率分量，只剩下下变频。

3.吉尔伯特单元混频电路由于射频信号差分输入，因此在输出的时候射频直流分量被抵消，本振不会馈通。

由于是双差分输入，频谱较为纯净。

但是由于吉尔伯特电路也是通过本振大信号作为开断信号对输出信号采样，因此也产生了本振信号的奇次谐波的分量与射频信号相混频产生的组合频率分量。

加入有源滤波器后本电路将作为接收机电路的前端。

与单平衡电路的频谱比较起来更加纯净，无用的频率分量更少，幅值更小。

思考题：1. 吉尔伯特电路是双平衡电路，而三极管是单平衡电路，它们的区别体现在射频信号是否是平衡的，吉尔伯特电路射频信号是平衡的，射频信号中蕴含的直流分量在输出时被抵消，因此不会产生本振信号馈通。

而三极管单平衡电路产生馈通和许多组合频率分量。

当频率增加后会更加明显，因为各个频点上的幅值都会降低，区别显得更加突出。

2.如图,该二阶带通有源滤波器的截止频率在1k 与1.4k 附近正好可以滤去不需要的分量。

二极管双平衡混频器实验总结
二极管双平衡混频器是一种常用的射频混频器电路，能够实现信号的频率转换和调制解调功能。

通过对该电路的实验，我们主要总结如下几点：
1. 电路结构：二极管双平衡混频器由两个三极管和两个二极管组成。

其中两个三极管分别用于信号放大和混频，两个二极管则用于信号的倍频和调制。

2. 工作原理：在电路中，信号源经过输入变压器和输入电容，进入信号放大级，经过放大后的信号进一步进入混频级。

在混频级中，二极管将输入的射频信号和本地振荡器产生的本地振荡信号进行混合，得到中频信号。

最后，中频信号经过输出变压器和输出电容，输出到负载中。

3. 实验现象：通过实验可以观察到，当输入射频信号的频率和相位与本地振荡信号的频率和相位相同的时候，输出中频信号幅度较大；而当输入射频信号的频率和相位与本地振荡信号的频率和相位不同的时候，输出中频信号幅度较小。

4. 实验参数：在实验中，可以通过调整本地振荡信号的频率和相位，来观察输出中频信号的变化情况。

通过改变输入射频信号的频率和相位，可以观察到混频电路对信号的调制和解调效果。

5. 实验应用：二极管双平衡混频器广泛应用于射频信号处理和调制解调领域。

例如，将其用于无线电通信中，可以实现信号
的频率转换和调制解调功能，用于实现语音、数据的传输和接收。

总之，通过对二极管双平衡混频器的实验研究，我们深入了解了其电路结构和工作原理，并通过调整实验参数，观察到了其混频、调制解调的效果。

这为我们进一步应用和设计混频器电路提供了实验基础和参考。

开题报告电子信息工程双平衡二极管混频器的分析与设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义混频器应用于移动通信和微波通信以及各种高精度的微波测量系统中的前端电路，是射频系统中的一个关键部分，其性能的好坏直接影响到整个系统的性能。

本文打算采用ADS软件设计了一个双平衡二极管混频器。

最后通过仿真得到了二极管双平衡混频器的三阶交调等参数。

介绍了混频器的发展状况、混频二极管以及利用它们来实现混频的优缺点。

给出了混频器相关的概念和指标，还有各种不同结构的混频器电路及其指标的差异。

探讨了二极管环形混频电路的工作原理，通过分析和计算，得出最终输出电流的组合频率分量。

按采用的非线性器件不同，常用的混频器有三极管混频器、二极管混频器和集成模拟乘法器构成的混频器，此外，还有采用变容二极管等非线性元器件构成的混频器。

其中，二极管混频器主要应用于工作频率较高的无线电超外差式接收机(如米波段及微波接收机)或仪器中。

其优点是电路结构简单，噪声低，工作频段宽，组合频率少。

它的电路形式有单管式、平衡式及环形式(也称为双平衡式)等。

混频器已被广泛应用于移动通信，微波通信，以及各种高精密微波前端电路测试系统，射频系统是其性能的关键部分，直接影响到整个系统的性能。

通信工程和无线电技术，被广泛用于调制系统中，输入基带信号，通过转换进入高频率的调制信号。

在解调过程中，收到的信号调制高频频率也将受到相应的中频信号转换。

特别是在超外差接收器，混频器被广泛使用，如AM广播接收器将有一个535KHz调幅信号，可用1000Hz的本振将其变频为465KHz的中频信号。

在为了提高发射机的发射频率，多级发射器的稳定性。

以较低的频率作为主振荡器晶体振荡器，产生一个非常稳定的高频主振信号，然后通过加，减，乘，除法运算转化成无线电频率，所以必须使用混频器电路，如转让发送和接收频道的电视转换，卫星通信上行，下行频率转换等，必须使用混频器。

因此，混频器电路是电子技术和无线电专业应用必须掌握的关键电路。

高频电子线路实验报告（实验四）二极管开关混频器实验班级：xxx姓名：xxx学号：xxx实验四 二极管开关混频器实验一、 实验目的1.1进一步掌握变频原理及开关混频原理。

1.2掌握环形开关混频器组合频率的测试方法。

1.3了解环形开关混频器的优点。

二、实验仪器1、频谱分析仪（可选） 一台2、40MHz 双踪模拟示波器 一台3、万用表 一台4、调试工具 一套三、实验原理1、混频器的原理混频(或变频)是将信号的频率由一个数值变换成另一个数值的过程。

完成这种功能的电路叫混频器(或变频器)。

如广播收音机，中波波段信号载波的频率为535kHz~1.6MHz ，接收机中本地振荡的频率相应为1~2.065MHz ，在混频器中这两个信号的频率相减，输出信号的频率等于中频频率465kHz 。

图4.1混频器的原理方框图混频器的原理方框图如图4.1所示。

混频器电路是由信号相乘电路，本地振荡器和带通滤波器组成。

信号相乘电路的输入一个是外来的已调波u s ，另一个是由本地振荡器产生的等幅正弦波u 1。

u s 与u 1相乘，产生和、差频信号，再经过带通滤波器取出差频(或和频)信号u i 。

根据所选用的非线性元件不同，可以组成不同的混频器。

如二极管混频器、晶体管混频器、场效应混频器和集成模拟乘法器混频器等。

这些混频器各有其优缺点。

随着生产和科学技术的发展，人们逐渐认识到由二极管组成的平衡混频器和环形混频器较之晶体管混频器具有：动态范围大、噪声小；本地振荡无辐射、组合频率少等优点，因而目前被广泛采用。

混频器主要技术指标有：u sωs 相乘电路u mω1＋ωs 带通滤波器u iω1－ωs ＝ωiu 1ω1本地振荡器1.1混频增益K Pc所谓混频增益K Pc 是指混频器输出的中频信号功率P i 与输入信号功率P s 之比。

1.2 噪声系数N F混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关重要的。

二极管双平衡混频器实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建二极管双平衡混频器电路，了解其工作原理、性能参数及其应用领域。

二、实验原理1. 二极管双平衡混频器的基本原理二极管双平衡混频器是一种基于非线性元件（如二极管）的混频器，它的基本原理是将两个信号输入到电路中，通过非线性元件将两个信号混合在一起，并产生新的频率分量。

其中一个输入信号为本振信号，另一个为射频信号，输出为中频信号。

2. 二极管双平衡混频器的电路图及工作原理二极管双平衡混频器由四个二极管、两个变压器和若干电容等组成。

其中两个二极管构成反向并联的对称结构，另外两个构成正向并联的对称结构。

输入信号经过变压器耦合到正向并联结构中，在此处与本振信号相乘后通过反向并联结构进行滤波和放大，输出中间频率信号。

3. 二极管双平衡混频器的特点（1）具有较高的转换增益，可达10-15dB。

（2）具有较高的线性度和相位平衡度。

（3）适用于宽带、低噪声和高灵敏度的射频接收机。

三、实验器材示波器、信号源、直流电源、二极管、变压器、电容等。

四、实验步骤1. 按照电路图连接电路，并检查连接是否正确。

2. 打开示波器和信号源，调节信号源输出频率为10MHz，幅度为0dBm。

3. 调节本振信号发生器输出频率为10.5MHz，幅度为0dBm，并将其输入到电路中。

4. 调节示波器参数，观察中频信号波形并记录其频率和幅度。

5. 改变本振信号发生器输出频率并记录中频信号的变化情况。

五、实验结果与分析1. 实验结果在本次实验中，我们成功地搭建了二极管双平衡混频器电路，并通过调节本振信号发生器的输出频率和幅度观察到了中频信号的波形。

在本振信号发生器输出10.5MHz时，我们观察到了中频信号的频率为500kHz左右，幅度约为-10dBm。

2. 结果分析通过实验结果我们可以看出，二极管双平衡混频器电路具有较高的转换增益和较高的线性度，能够将输入信号混合产生中频信号。

在本实验中，我们成功地观察到了中频信号的波形，并记录了其频率和幅度。

一、实验目的1. 理解平衡混频器的工作原理；2. 掌握平衡混频器的电路设计；3. 通过实验验证平衡混频器的性能；4. 提高对高频电路的调试能力。

二、实验原理平衡混频器是一种广泛应用于通信系统中的高频电路，它能够将两个不同频率的信号进行混频，产生新的频率信号。

平衡混频器具有抑制杂散频率、宽频带和高线性度等特点。

本实验主要研究二极管平衡混频器。

二极管平衡混频器由四个二极管组成，分为两组，每组两个二极管。

两组二极管分别作为信号端口和本振端口。

当信号端口输入信号电压和本振端口输入本振电压时，两组二极管分别产生差频和和频信号，从而实现混频。

三、实验设备1. 信号发生器：提供信号端口输入信号；2. 本振信号发生器：提供本振端口输入本振信号；3. 示波器：观察输入输出信号波形；4. 频率计：测量输入输出信号频率；5. 平衡混频器实验模块：包含二极管平衡混频器电路。

四、实验步骤1. 连接实验模块，将信号发生器和本振信号发生器分别连接到信号端口和本振端口；2. 打开信号发生器和本振信号发生器，设置输入信号频率为6MHz，本振信号频率为8MHz；3. 使用示波器观察信号端口和本振端口的输入信号波形；4. 使用示波器观察混频器输出端口的信号波形，并记录波形特点；5. 使用频率计测量混频器输出信号的频率，并与理论计算结果进行比较；6. 改变输入信号频率和本振信号频率，观察混频器输出信号波形的变化，分析原因；7. 调整混频器电路参数，优化混频器性能。

五、实验结果与分析1. 输入信号频率为6MHz，本振信号频率为8MHz时，混频器输出信号频率为2MHz，符合理论计算结果；2. 输入信号波形为正弦波，本振信号波形也为正弦波，混频器输出信号波形为正弦波，符合理论分析；3. 当改变输入信号频率和本振信号频率时，混频器输出信号波形和频率也随之改变，符合理论分析；4. 通过调整混频器电路参数，混频器性能得到优化。

六、实验结论1. 平衡混频器能够将两个不同频率的信号进行混频，产生新的频率信号；2. 平衡混频器具有抑制杂散频率、宽频带和高线性度等特点；3. 通过实验验证了平衡混频器的工作原理和性能。

实验报告实验课程：通信电子线路实验（软件部分）学生姓名：周倩文学号：6301712010专业班级：通信121班指导教师：雷向东老师、卢金平老师目录实验一仪器的操作使用实验二高频小信号调谐放大器实验三非线性丙类功率放大器实验实验四三点式正弦波振荡器实验五晶体振荡器设计实验六模拟乘法混频实验七二极管的双平衡混频器设计实验八集电极调幅实验实验九基极调幅电路设计实验十模拟乘法器调幅南昌大学实验报告学生姓名：周倩文学号：6301712010 专业班级：通信121班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期： 2014-10-24 实验成绩：、实验三非线性丙类功放仿真设计（软件）一、实验目的1.了解丙类功率放大器的基本工作原理.掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。

2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。

3. 掌握丙类放大器的计算与设计方法。

二、实验内容1. 观察高频功率放大器丙类工作状态的现象.并分析其特点2. 测试丙类功放的调谐特性3. 测试丙类功放的负载特性4. 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响三、实验基本原理放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。

功率放大器电流导通角越小.放大器的效率越高。

非线性丙类功率放大器的电流导通角小于90°.效率可达到80%.通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小).基极偏置为负值.电流导通角小于90°.为了不失真地放大信号.它的负载必须是LC谐振回路。

在丙类谐振功放中.若将输入谐振回路调谐在输出信号频率n次谐波上.则可近似的认为.输出信号回路上仅有ic中的n次谐波分量产生的高频电压.而它的分量产生的电压均可忽略。

因而.在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。

摘要在这次设计中，我主要负责二极管双平衡混频器，单失谐回路斜率鉴频器和低频功率放大器的设计。

要求完成各单元电路设计及仿真，利用Multisim开发软件完成整机电路设计；通过实际电路方案的分析比较，参数计算，元件选取，仿真测试等意见反馈环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法；了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图；掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法。

通过这次课程设计，是学生加强对通信电子线路的理解，掌握文献资料检索，设计方案论证比较，以及设计参数计算等能力环节。

进一步提高分析解决实际问题的能力，提高解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化。

关键词：通信调频仿真 Multisim目录摘要 (I)目录...................................................................... I I一、前言 (1)二、设计指标 (2)2.1 工作频率范围 (2)2.2 灵敏度 (2)2.3 选择性 (2)2.4 频率特性 (2)2.5 输出功率 (2)三、系统总述 (2)四、单元电路设计与仿真 (4)4.1 二极管双平衡混频器 (4)4.2单失谐回路斜率鉴频器 (5)4.3低频功率放大器 (6)4.4高频谐振放大器电路 (8)4.5 中频谐振放大器电路 (9)4.6本机振荡器 (10)五、整机电路设计图 (11)六、高频实验平台整机联调设计指标 (12)6.1、分级安装与调试 (12)6.2、整机联调时常见的故障分析 (12)6.3、调频接收机实验步骤 (13)七、设计总结 (14)八、参考文献 (15)一、前言近些年信息通信领域中，发展最快和应用最广的就是无线通信技术。

无线通信的终极目标是实现任何人在任何时间，任何地点接收和发送任何信息。