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模拟乘法混频实验报告一、引言在电子通信领域，乘法混频是一种常见的信号处理技术，用于将不同频率的信号进行混频、放大和解调。
乘法混频器是乘法混频技术的核心组件，它可以将输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出。
本实验旨在模拟乘法混频的原理和过程，通过实际操作验证乘法混频器的性能和效果。
二、实验设备与方法1. 实验设备：本实验使用的设备包括信号源、乘法混频器、示波器、频谱分析仪等。
2. 实验方法：（1）连接实验设备：将信号源的输出端与乘法混频器的输入端相连，将乘法混频器的输出端与示波器的输入端相连。
（2）设置实验参数：根据实验需要，设置信号源的频率和幅度，调整乘法混频器的局部振荡器频率。
（3）观察实验结果：通过示波器显示的波形和频谱，观察乘法混频的效果和输出信号的特点。
三、实验步骤与结果1. 设置实验参数：将信号源的频率设置为100 kHz，幅度为1 V；乘法混频器的局部振荡器频率设置为10 MHz。
2. 观察示波器波形：在示波器上观察到了输入信号和混频输出信号的波形。
输入信号为100 kHz的正弦波，混频输出信号为频率为10 MHz和100 kHz 的乘积信号。
3. 分析频谱：通过频谱分析仪对混频输出信号进行频谱分析。
观察到频谱图上出现了频率为10 MHz和100 kHz的峰值，验证了乘法混频的效果。
四、实验结果分析通过观察示波器的波形和频谱分析仪的频谱图，可以得出以下结论：1. 输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出信号。
2. 混频输出信号的频率为输入信号频率与局部振荡器频率的乘积。
3. 混频输出信号的频谱中出现了频率为输入信号和局部振荡器频率的峰值。
五、实验总结通过本实验，我们模拟了乘法混频的原理和过程，并验证了乘法混频器的性能和效果。
乘法混频技术在电子通信中具有广泛的应用，可以实现频率变换、信号放大和解调等功能。
掌握乘法混频技术对于理解和应用现代通信系统至关重要。
通过实验，我们深入理解了乘法混频的原理，对乘法混频器的性能和输出信号特点有了更清晰的认识。
实验三晶体三极管混频实验一、实验目的1.掌握三极管混频器的工作原理；2.了解混频器的寄生干扰。
二、实验原理1.For personal use only in study and research; not for commercial use2.3.混频器系统原理图4.三极管混频电路原理图如下，晶体管起信号的混频作用，两个输入信号分别为和；电容C in1、C in2、C out为信号输入和输出的耦合电容，起到隔直流的作用，使前后级的直流电位不相互影响，保证各级工作的稳定性；电容C e对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻R e对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益；电阻元件R b1、R b2、R e决定晶体管的工作点；电路中的电感L和电容C组成的谐振电路起选频作用，在产生的组合频率中选择所需要的中频输出信号。
For personal use only in study and research; not for commercial use三、仿真结果1.仿真原理图如下。
为获得中频频率为475MHZ信号，设置本振信号V2为500mv （10.7MHZ），载波信号V1为100mv（10.245MHZ）；L1为10uH，C3为12nF,以达到选频作用；示波器分别接入载波信号和输出信号，观察输出波形。
For personal use only in study and research; not for commercial useFor personal use only in study and research; not for commercial use2.去掉V1，进行直流工作点分析，测试放大器的静态直流工作点，结果如下：For personal use only in study and research; not for commercial use3.选取电路节点8作为输出端，对输出信号进行“傅里叶分析”，结果如下图。
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。
混频器实验（虚拟实验）（一）二极管环形混频电路傅里叶分析得到的频谱图为：分析：电路图如下：二极管导通受本振信号UL控制，正半周时，D1，D2导通，负半周时，D2,D3导通，将二极管用开关等效（二）三极管单平衡混频电路直流分析傅里叶分析一个节点的傅里叶分析的频谱图为两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的频谱图为：分析：电路图为：有源滤波器加入电路后U IF的傅里叶分析的频谱图为：U out节点的傅里叶分析的频谱图为：分析：将下图连接到前混频器的一输出端：（三）吉尔伯特单元混频电路直流分析傅里叶分析一个节点的输出电压的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图如下：两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：分析：将有源滤波器加入电路U IF的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：U out节点的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：分析：思考题：1）比较在输入相同的本振信号与射频信号的情况下，三极管单平衡混频电路与吉尔伯特混频器两种混频器的仿真结果尤其是傅里叶分析结果的差异，分析其中的原因。
若将本振信号都设为1MHz，射频频率设为200kHz，结果有何变化，分析原因。
将本振信号都设为1MHz，射频频率设为200kHz后：三极管单平衡混频电路：一个节点的傅里叶分析的频谱图为:两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的频谱图为：吉尔伯特混频器：一个节点的傅里叶分析的频谱图为:两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的频谱图为：（2）对图18中加入的有源滤波器的特性进行分析，对其幅频特性、相频特性进行仿真。
若要使得滤波器的带宽减小20%，应对滤波器元件参数如何调整。
将调整带宽后的滤波器与混频器相连，比较前后傅里叶分析的结果异同，分析原因。
答：有源滤波器：将滤波器中的运算放大器OPAMP_3T_YIRTUAL 属性中的value项下的Unity-Gain Bandwidth(FU)由原来的1.5MHZ改成1.2M（减小20%）即可。
课程实验报告
《集成电路设计实验》
2010- 2011学年第 1 学期
班级：
混频器（单平衡）实验名称：
指导教师：
姓名学号：
实验时间：2011年5月23日
一、实验目的：
1、了解基本射频电路的原理。
2、理解基本混频器的工作原理并设计参数。
3、掌握Cadence的运用，仿真。
二、实验内容：
1、画出混频器的原理图。
2、仿真电路：仿真出混频器的的输入、输出频谱，输出增益，1dB压缩点。
Gain=8dB，NF<8dB，IIp3=0dBm，IP1dB=-10dBm。
三、实验结果
1、混频器原理图为：
2、仿真平台的建立
3、混频管参数
设置差分管参数如下，漏端电阻R=600，隔直电容1pF，晶体管W=32u，L=400n，nr=4，m=2
4、仿真参数
设置端口初始化仿真参数frf=800MHz，prf=-40dBm，flo=850MHz，plo=20dBm，Vbias=1.5V，采用PSS和Pac仿真：
3、仿真结果
（1）增益
运行spacture,得到电压转换增益为8.8dB，在输入功率-8dBm以下保持不变，如下：
（2）线性度
1、查看PSS结果，得到输入1dB压缩点IP-1=-6.5dBm，
2、得到IIP3=3.8dBm
3、噪声
仿真Pnoise，得到输出变频DSB噪声在50MHz约为12.5dB，
4、心得体会
这次实验让我可以开始熟练的使用PSS、pnoise等仿真，同时也更为深刻的了解到了Cadence的运用。
在以后的实验中我会更努力的做好实验的。
基于multisim10的混频器仿真分析利用multisim10创建了由模拟乘法器构成的混频器，利用虚拟仪器仪表对此电路进行了仿真。
仿真结果与理论分析结果一致，证明了Multisim软件仿真的正确性，在电子电路基础实验教学中具有非常重要的意义。
标签：multisim10 混频器仿真Multisim软件是专门用于电子电路仿真和设计的自动化软件，它具有形象直观的用户界面、丰富的元件库、强大的虚拟仪器功能、完备的电路分析手段和超强的仿真能力等特点，因此，在电子设计中可以利用此软件实现计算机仿真设计与虚拟实验，验证设计电路是否达到设计要求。
设计与仿真实验可以同步进行，边设计边实验，修改调试方便，实验中不消耗实际上的元器件。
根据仿真实验的结果再进行实际电路的制作，不仅方便、经济，而且省时、高效，具有很高的实用价值。
1 混频器原理在无线电技术中，混频器广泛应用于无线电广播、电视、通信接收机及各种仪器仪表中，利用混频器可改变振荡器输出信号的频率。
在频率合成器中，也常用混频器完成频率的加减运算，从而得到各种不同频率的信号。
所谓混频就是将两个不同频率的信号（其中一个称为本机振荡信号，另一个为高频已调波信号）加到非线性器件进行频率变换，然后由选频回路取出中频分量。
在混频过程中，它的调制规律并不改变，改变的只是信号的载频。
能完成这种频率变换功能的电路称为混频器。
混频器由非线性器件和带通滤波器组成。
混频器的组成框图如图1所示。
当输入信号为某一高频信号uS(t)，它与等幅的本振信号uL(t)进行混频，输出则为两者的差频或和频信号uI(t)，从而实现频率变换。
图1混频电路的组成框图2 混频器的设计与仿真利用Multisim10建立模拟乘法器混频器的电路如图2所示。
如图2所示设置调幅信号源、本振信号以及其他元件的参数，其中调幅信号源的跳幅度设为0.8。
打开仿真电源开关，双击示波器，正确设置示波器的参数，观察混频器输入的调幅波以及混频器的输出波形，如图3所示。
实验三、混频器151180013陈建一、实验目的1.了解三极管混频器和集成混频器的基本工作原理，掌握用 MC1496 来实现混频的方法。
2.了解混频器的寄生干扰。
3.探究混频器输入输出的线性关系。
二、实验原理1.在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号，完成这种频率变换的电路称混频器。
在超外差接收机中的混频器的作用是使波段工作的高频信号，通过与本机振荡信号相混，得到一个固定不变的中频信号。
采用混频器后，接收机的性能将得到提高，这是由于：（1）混频器将高频信号频率变换成中频，在中频上放大信号，放大器的增益可以做得很高而不自激，电路工作稳；经中频放大后，输入到检波器的信号可以达到伏特数量级，有助于提高接收机的灵敏度。
（2）由于混频后所得的中频频率是固定的，这样可以使电路结构简化。
（3）要求接收机在频率很宽的范围内选择性好，有一定困难，而对于某一固定频率选择性可以做得很好。
混频器的电路模型下图所示。
一个等幅的高频信号，并与输入经混频后所产生的差频信号经带通滤波器滤出，这个差频通常叫做中频。
输出的中频信号与输入信号载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率变换成中频频率。
目前高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。
2.当采用三极管作为非线性元件时就构成了三极管混频器，它是最简单的混频器之一，应用又广，我们以它为例来分析混频器的基本工作原理。
从上图可知，输入的高频信号，通过C1 加到三极管b极，而本振信号经Cc 耦合，加在三极管的e极，这样加在三极管输入端（be之间）信号为。
即两信号在三极管输入端互相叠加。
由于三极管的特性（即转移特性）存在非线性，使两信号相互作用，产生很多新的频率成分，其中就包括有用的中频成分fL-fS和fL+fS，输出中频回路（带通滤波器）将其选出，从而实现混频。
混频器仿真模拟一 混频器原理介绍混频是将已调波中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。
本地振荡信号())(1012752cos 2003mv f l ⨯⨯=π调幅信号为 ))(108102cos())10102cos(1(2033mv fs ⨯⨯⨯⨯⨯+=ππ。
经过混频器之后，信号会实现线性的搬移.调幅信号经过频率的线性搬移之后，由高频区移动至中频区，再采用滤波器将中频段的信号取出，即可得到465KHZ 中频段的调幅信号。
实验电路图如下（其中调幅信号由Multisim 中信号源提供）实验结果如下(其本中第一路为调幅输入信号，第二路为本地振荡信号，第三路为混频之后的输出信号)采用Multisim 中的傅里叶分析仪对输入输出信号进行频谱分析，可以观察到信号的输入和输出时的频谱搬移变化。
频谱图如下：第一幅为输入时的频谱图（调幅信号为))(108102cos())10102cos(1(2033mv fs ⨯⨯⨯⨯⨯+=ππ），第二幅为进过混频后输出的频率图二 参数分析（1）静态工作点的变化对输出的影响三极管静态工作点的位置决定了信号进行非线性变化之后高次分量，合理的静态工作点会有效的排除一些不必要的干扰。
在本实验中通过改变电阻R3可以改变静态工作点。
对参数R3进行扫描分析，图形如下（2）输入的本地信号幅度对输出的影响混频器的正常工作条件除了合理的静态工作点之外，还要求本地振荡信号的幅度远远大于射频信号的幅度（一般为十倍关系），但是本地振荡信号的幅度过大也会影响到混频的效果。
如下分别列出了本地振荡信号的幅度过大和过小两种情况下的混频输出结果。
1.本地载波输入过小（为20mv）2.本地载波过大（为2v）输入信号过小时，对于混频器来说信号的强度不够，输出信号的信噪比就不够，便容易引起失真；但是输入过大，如上述第二幅波形图所示，会引起严重的失真。
二极管的瞬时工作点取决于直流偏置电压，本地载波以及输入的调幅，时变静态工作点是由于直流偏置电压，本地载波决定，当输入信号远远小于本地振荡时，晶体管便不再是一个静态工作点随本地振荡信号变化而变化的线性元件，从而导致输出失真。
选课时间段：周五3、4、5序号：实验报告课程名称：通信电路上机实验实验名称：混频器设计及仿真学生姓名：***学生学号：********实验日期：5月24日混频器的设计及仿真一、 设计要求及主要指标1、 LO 本振输入频率：1.45MHz ，RF 输入频率：1MHz ，IF 中频输出频率：450KHz 。
2、 LO 本振输入电压幅度：5V ，RF 输入电压幅度：0.5V 。
3、 混频器三个端口的阻抗为50Ω。
4、 本实验采用二极管环形混频器进行设计，二极管采用DIN4148。
二、 实验电路图三、实验波形图图12R 的输出电压ifV 波形图22R 两端电压IF V 的频谱图频谱图分析：由输出的频谱图可见，环形混频器的输出电压中主要的组合频率分量为：0.45MHZ ，2.45MHz ，3.35 MHz ，5.35 MHz ，6.24 MHz ，8.25 MHz ，9.15 MHz 等等。
其中0.45MHZ 为差频输出信号，2.45MHz 为和频输出信号。
图3 输入RF 信号电压in V 波形图图4 输入RF 信号电流in I 波形图由图2可知：输出的中频（0.45MHZ ）幅度为：mV V if 2.153=由图3，图4可知输入电压，电流的幅值分别为： mV V in 8.270=mA I in 47.4=通过以上数据求出混频器的混频增益为： dB A C 95.48.2702.153log20== 输出的中频功率为：mW R V P LIFIF 2347.0212==RF 信号的输入功率为： mW I V P in in in 60524.021==所以有混频器的混频损耗为： dB P P L IFinC 11.4log10== 对于RF 输入端可得到输入阻抗为： Ω==6.60ininin i V R表1 输入\输出电压及电流值通过MATLAB仿真我们可以得到输入、输出功率(dBm)的关系图，如图5所示。
课程名称通信电子线路实验项目混频器仿真实验1.实验目的（1）加深对混频理论方面的理解，提高用程序实现相关信号处理的能力；（2）掌握multisim实现混频器混频的方法和步骤；（3）掌握用muitisim实现混频的设计方法和过程，为以后的设计打下良好的基础。
2.实验电路及基本原理分析(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UL 周期变化的时变跨导gm(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，IEQ=0.3~1mA，而且，此时对应混频器噪声系数最小。
(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。
3.实验步骤及内容记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）(一).晶体管混频器电路仿真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。
射频通信电路大作业实验报告实验目的：1、熟悉pspice 软件环境，利用它画出所需电路，并分析其电路特性。
2、通过此次实验，了解并联谐振回路的标准电路形式，其幅频特性曲线，以及选频回路的主要指标，区分LC 串、并联选频回路。
3、了解混频器的基本知识，混频的线性频谱搬移本质，以及电路的实现方式，并运用软件实现了其功能。
4、了解振荡器的功能、指标以及其分类，并且了解其构成的三个条件（平衡，起振，稳定条件）。
5、了解包络检波的基本知识，了解其原理，通过pspice 软件，实现其功能，最终得出运行结果，深入了解其运行方式。
实验一：并联谐振回路的幅频特性题目：并联谐振回路中心频率f=10MHz,C=56Pf,通频带BW3=150kHz,求回路的电感L 、Q 值及对f=600kHz 出的信号选择性S 。
欲使BW3增至300kHz,应在回路两端并联多大电阻。
实验原理：并联谐振回路的标准形式，如图1图1 图2 回路输入导纳： 谐振频率：幅频特性（归一化选频特性）曲线，如图21()Y G j C j L ωωω=++12o o f ωπ==公式：谐振频率附近的选频特性 近似条件：00000020000()()2()2()()Q Q Q Qωωωωωωωωωωωξωωωωωω+---=-=≈=公式：000/()()2()211j s I G V VjQ jQ ωωωωωωωφ≈==-∆++其中：02arctgQ ωω∆φ=-输出电压：实验结果：运用pspice 软件，画出图形。
其中的原件数据都是通过计算得到的，并且得到了其运行结果（并联谐振回路的幅频特性曲线）。
运行结果：20)2(11)()(ωωωω∆+==Q V V S图3图4分析：由上图3可知，此并联谐振回路的幅频特性曲线的中心频率在10MHz 处，通过DB 转化后得到的曲线（图4）则稍微偏离了频率10MHz ，当幅度下降3dB 时，得到其宽带为300KHz,满足题目要求。
差分峰值鉴频器仿真实验调制波电源：振幅为1V，频率15kH，相位80度；作为参考观察波形。
FM电源：振幅300V，载波频率6.5MH，调制波频率15kH。
1.在示波器上观察两波形如下图所示：位于上部分的是调制波行，下部分的是已调波行。
2.在9点测得波形如图所示：在10点处测得的波形如图所示：由电路可知L1、C1组成并联谐振回路，谐振频率为：11112o f l c π=；L1、C1、C2组成串并联谐振回路，谐振频率为：211212()o f l c c π=+；当FM 波的瞬时频率1o f f =时，L1、C1并联回路谐振，呈现的并联测振阻抗最大，因而这时点9处的端电压u1最大；由于此时回路电流最小，C2呈现的容抗值121o w c 也较小，所以第10处的端电压u2最小，同理，2o f f =时，串并联回路呈现串联谐振，串联谐振阻抗最小，因而点9处的端电压u1最小，第10处的端电压u2最大。
两电压随频率f 变化的曲线即下图所示，故此网络的作用是将输入的FM 波形信号转换成第9和第10处两个幅度特性相反的FM-AM 信号。
3.在E处观测得的波形：在F 处观测得的波形：1u 经射极跟随器T1加于峰值包络检波器T3的输入端，输出峰值检波电压311e d u K U =即点E 处波形。
2u 经射极跟随器T2加于峰值包络检波器T4的输入端，输出峰值检波电压422e d u K U =即点F 处波心。
4.在点G 处测得的波行：峰值检波电压3e u 、4e u 分别加在放大器T5和T6的输入端，经差分放大后，T6集电极的单端输出电压为：12()o u K U U =-即鉴频器将从T6集电极输出鉴频后的原调制信号。
由图形可观察出解调出的信号相对于原信号有出现的相移，这是元件的非线性造成的。
模拟相乘器混频器仿真实验1.Vx频率为1.5MH，AM载波频率为1MH时的波形如下：混频器输出波形的载波频率为0.5MH。
2.改变输入波频率，观察波形1）Vx频率为2MH，AM载波频率为1.5MH时的波形如下：2）Vx频率为0.5MH，AM载波频率为1MH时的波形如下：3）Vx频率为2.8MH，AM载波频率为2.3MH时的波形如下：观察可知，因为三组数据两频率之差的绝对值都是0.5MH，所以混频出来后AM载波频率都为0.5MH。
大连理工大学本科实验报告课程名称：电子系统仿真实验学院（系）：信息与通信工程学院专业：电子与信息工程班级：学号：学生姓名：2014年月日一、 实验目的和要求使用电路分析软件，运用所学知识，设计一个晶体管混频器。
要求输入频率为10MHz ，本振频率为16.485MHz 左右，输出频率为6.485MHz 。
本振电路为LC 振荡电路。
二、实验原理和内容混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。
如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的差频或和频，完成变频作用。
它是一个线性频率谱搬电路。
图2.1是其组成模型框图。
中频图2.1本地振荡器产生稳定的振荡信号（设其频率为L f ）通过晶体管混频电路和输入的高频调幅波信号（设其频率为s f ），由于晶体管的非线性特性，两个信号混合后会产生L f +sf L f -s f 频率的信号，然后通过中频滤波网络，取出L f -s f 频率的信号，调节好L f -s f 的大小使其差为中频频率，即所需要的中频输出信号。
图 2.2调幅前后的频谱图。
图2.2本次试验本振电路采用LC 振荡电路。
其等效原理图为西勒振荡电路，如图2.3所示。
本振电路非线性器件输入中频滤波输出图2.3混频器采用晶体混频电路，其等效电路图如图2.4。
图2.4三、主要仪器设备名称型号主要性能参数电子计算机宏碁V-531,Windows 7 AMD A10-4600M 2.3GHz,2GB内存电路分析软件 Multisim.12 多种电路元件，多种虚拟仪器多种分析方法表3.1四、实验步骤及操作方法1、设计本振电路。
(1)、本振电路图图4.1.1(2)、电路中使用器件：仪器及器件名称组库属性电阻R1 Basic RESISTOR 20KΩ电阻R2 Basic RESISTOR 27KΩ电阻R3 Basic RESISTOR 50Ω电阻R4 Basic RESISTOR 4.3KΩ电阻R5 Basic RESISTOR 1KΩ可调电阻R6 Basic POTENTIOMETER 0-10KΩ电容C1 Basic CAPACIYOR 440pF 电容C2 Basic CAPACIYOR 6pF电容C3 Basic CAPACIYOR43pF 可调电容C4 Basic V ARIABLE_CAPACITOR 0-100pF 可调电容C5BasicV ARIABLE_CAPACITOR0-10pF电容C6 Basic CAPACIYOR 1nF 电容C7 Basic CAPACIYOR10uF 可调电容C8 Basic VARIABLE_CAPACITOR 0-350pF 电感1Basic INDUVTOR10uH 直流稳压电源VCC SourcesPOWER_SOURCES5V 晶体管2N222（1） Transistors TRANSISTORS_VIRTUAL 晶体管2N222（2） Transistors TRANSISTORS_VIRTUAL表4.1(3)、调整本振电路元器件的值使得AF>1,使之输出频率为16.454MHz 的正弦波信号。
模拟乘法混频试验汇报姓名:学号:班级:日期:模拟乘法混频一、试验目1. 深入了解集成混频器工作原理2. 了解混频器中寄生干扰二、试验原理及试验电路说明混频器功效是将载波为vs （高频）已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）已调波信号, 而保持原调制规律不变。
比如在调幅广播接收机中, 混频器将中心频率为535~1605KHz 已调波信号变换为中心频率为465KHz 中频已调波信号。
另外, 混频器还广泛用于需要进行频率变换电子系统及仪器中, 如频率合成器、 外差频率计等。
混频器电路模型如图1所表示。
图1 混频器电路模型混频器常见非线性器件有二极管、 三极管、 场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅高频信号VL, 并与输入信号 VS 经混频器后所产生差频信号经带通滤波器滤出。
现在, 高质量通信接收机广泛采取二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器组成混频器, 而在通常接收机（比如广播收音机）中, 为了简化电路, 还是采取简单三极管混频器。
本试验采取集成模拟相乘器作混频电路试验。
图2为模拟乘法器混频电路, 该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。
V sV图2 MC1496组成混频电路MC1496能够采取单电源供电, 也可采取双电源供电。
本试验电路中采取＋12V, －8V供电。
R12（820Ω）、R13（820Ω）组成平衡电路, F2为4.5MHz选频回路。
本试验中输入信号频率为fs＝4.2MHz, 本振频率fL＝8.7MHz。
为了实现混频功效, 混频器件必需工作在非线性状态, 而作用在混频器上除了输入信号电压VS和本振电压VL外, 不可避免地还存在干扰和噪声。
它们之间任意二者都有可能产生组合频率, 这些组合信号频率假如等于或靠近中频, 将与输入信号一起经过中频放大器、解调器, 对输出级产生干涉, 影响输入信号接收。
干扰是因为混频器不满足线性时变工作条件而形成, 所以干扰不可避免, 其中影响最大是中频干扰和镜象干扰。
实验三混频器的设计与仿真
班级电子（3）座号姓名
一．实验目的
1、了解微波混频器的原理及其设计方法。
2、学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，仿真。
二．实验内容
1、使用ADS软件设计一个微带混频器，并对其参数进行优化、仿真。
2、根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。
三．微带滤波器的技术指标
1、射频：3.6GHZ
2、本振：3.8GHZ
3、噪音系数：<15
四．ADS软件的使用
本节内容是介绍使用ADS软件设计微带带通滤波器的方法：包括原理图绘制，电路参数的优化、仿真，版图的仿真等。
五．混频器的设计
设计一个90°平衡混频器，具体内容包括3dB分支桥定向耦合器设计、低通滤波器电路设计、输入输出匹配电路设计、混频器总电路特性测试：变频增益，隔离度、IF输出功率，输出频谱等
六．生成混频器的原理图
在原理图设计窗口中选择混频电路的工具栏，窗口左侧的工具栏变为右图所示，在工具栏中点击选择耦合线Mcfil，并在右侧的绘图区放置选择微带线MLIN ，以及控件MSUB 分别放置在绘图区中
选择画线工具将电路连接好，
混频器件参数后的原理图
设计完整的电路图
定向耦合器设计
七．观察仿真曲线。
课程名称通信电子线路
实验项目混频器仿真实验
1.实验目的
（1）加深对混频理论方面的理解，提高用程序实现相关信号处理的能力；
（2）掌握multisim实现混频器混频的方法和步骤；
（3）掌握用muitisim实现混频的设计方法和过程，为以后的设计打下良好的基础。
2.实验电路及基本原理分析
(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。
(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（ω
L -ω
C
），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。
3.实验步骤及内容记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）
(一).晶体管混频器电路仿真
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。
由图表可以看出，频率为465KHz的信号电压值最大，越靠近465KHz的谐波分量，电压越大。
(二).模拟乘法器混频电路
1、混频输入输出波形测试
在仿真软件中构建如图二所示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。
在示波器上看，A通道为第一个乘法器的输出信号，B通道为第二个乘法器的输出信号，A通道的频率明显大于B通道，但其包络的变化规律不会发生变化。
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。
由图表可以看出，频率为500KHz 的信号电压值最大，越靠近500KHz 的谐波分量，电压越大。
4. 实验结果分析
分析见每个实验结果下方
5. 实验分析
(一).晶体管混频器电路
KHz MHz f f L S 465465.06.1065.2==-=-，与LC 选频回路的固有谐振频率相同，所以经过选频电路后，输出频率在465KHz 处的信号，由于谐振回路有一定的同频带，所以465KHz 附近的一些谐波分量也会输出，但是越远离465KHz,增益越低，有傅里叶分析的表格可以看出，它的电压值也越小。
(二).模拟乘法器混频电路
经过第一个乘法器，KHz f f L S 5.10995.01100=-=-；
经过第二个乘法器，KHz f f L S 5005.10991600≈-=-
所以明显的A 通道频率大于B 通道频率，而且通过选频电路后，在500KHz 时，电压值最大，500KHz 附近的一些谐波分量，越远离500KHz,增益越低，电压值也越小。
通过混频电路，输出信号只改变了频率大小，却不改变其变化规律，实现了频谱的搬移，有利于放大信号以及选频。
6. 实验小结
1.对晶体管混频器电路，f s -f L =
2.065-1.6=0.465MHZ=465kHZ, 与LC 选频回路的固有谐振
频率相同，所以经过选频电路后，输出频率在465KHz 处的信号，由于谐振回路有一定的同频带，所以465KHz 附近的一些谐波分量也会输出，但是越远离465KHz,增益越低，有傅里叶分析的表格可以看出，它的电压值也越小.。
