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课程设计---混频器电路的设计

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2012~2013学年 第一学期 《高频电子线路》 课 程 设 计 报 告

题 目： 混频器电路的设计 专 业： 电子信息工程

电气工程系 2012年12月20日 1

任务书 课题名称 混频器电路的设计 指导教师（职称） 执行时间 2012~2013 学年第 一 学期 第 16 周 学生姓名 学号 承担任务

设计目的 通过设计三极管混频器电路输出中频频率

设计要求 1．原理分析及电路图设计 2．用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试 (1)输入信号频率f0=10MHz，本振信号频率f1=16.455MHz左右，中频频率f2=6.455MHz (2)电源电压Vcc=12V； (3)混频器工作点连续可调； (4)混频输出波形目测无失真。 2

摘 要 混频，又称变频，也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。混频技术的应用十分广泛。混频器是超外差式收音机中的关键部件。直放式接收机高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大，灵敏度较低。采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。因为放大功能主要在中放，可以用良好的滤波电路。采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号的频率低，性能指标容易得到满足。混频器在一些发射设备中也是必不可少的。在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器的重要组成部分。 关键字：信号；频率；混频器 3

目 录 摘 要........................................................................................................................................... 2 第一章 系统分析 ............................................................................................................................. 4 1.1 设计任务 ............................................................................................................................ 4 1.2 工作原理及系统框图 ........................................................................................................ 4 第二章 软件介绍 ............................................................................................................................. 5 2.1 Multisim 10简介 ................................................................................................................ 5 2.2 Multisim 10特点 ................................................................................................................ 5 第三章 硬件电路图及原理分析 ..................................................................................................... 6 3.1 总电路图 ............................................................................................................................ 6 3.2 本地振荡回路 .................................................................................................................... 7 3.2.1 振荡起振条件 ......................................................................................................... 7 3.2.2 电路参数选择及原理分析 ..................................................................................... 8 3.3 变频电路 ............................................................................................................................ 9 3.3.1 混频原理 ................................................................................................................. 9 3.3.2 电路参数选择及性能分析 ................................................................................... 11 3.4中频滤波电路 ................................................................................................................... 12 第四章 仿真及结果 ....................................................................................................................... 14 第五章 结论 ................................................................................................................................... 17 参考文献......................................................................................................................................... 18 4

第一章 系统分析 1.1 设计任务 设计一混频电路要求输入信号为10MHz，本振信号为16.455MHz左右，中频频率为6.455MHz。

1.2 工作原理及系统框图 一个实际应用中调幅收音机的混频器电路的主要功能是使信号自某一个频率变换成另外一个频率，实际上是一种频谱线性搬移电路。它能将高频载波信号或已调波信号进行频率 将其变换为某一特定固定频率的信号。而变换后的信号，它的频谱内部结构和调制类型保持不变，改变的仅仅是信号的载波频率。混频电路的类型较多，常用的有模拟相乘混频器、二极管平衡混频器、环型混频器、三极管混频器等。其中三极管混频器最为常用，其工作原理图如图所示

系统原理图 从图中可以看出混频电路主要有三大部分组成：本地振荡器、晶体管变频器电路和中频滤网络，各个部分独立工作。本地振荡器产生稳定的振荡信号（设其频率为0f）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1f），由于晶体管的非线性特性，两个信号混合后会产生0f+1f、0f-1f频率的信号，然后通过中频滤波网络，取出0f-1f频率的信号，调节好0f、1f的大小使其差为中频频率，即所需要的中频信号6.455MHZ。 5

第二章 软件介绍 2.1 Multisim 10简介

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

2.2 Multisim 10特点 ●通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路 ●通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为 ●借助高级电路分析, 理解基本设计特征 ●通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试 ●通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间

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混频电路设计

混频电路设计


7.2 时变参量电路的分析
时变跨导：
f ' (U BB uL ) g m (t ) g m 0 (t ) g m1 cos ωLt g m 2 cos 2ωLt
gm0、gm1、gm2分别为时变跨导gm(t)的直流分量、 基波和二次谐波… 1 g m0 g m (t )dt 其中： 2 1 g mn g m (t ) cosnLtdt n0 ic ( I c0 I c1 cos ω Lt I c 2 cos 2ω Lt ) ( g m0
若带通滤波器调谐于差频ωI=ωL-ωs,且 ωI<ωs,称为下混频。 若ωI= ωL+ωs, ωI>ωs ,则称为上混频。
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7.1 概述
输出：uI U Im (1 ma cos Ωt ) cos ωI t
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7.3 晶体三极管混频器
当ULm一定时,gc 也会随VBB变化而变化,见下图所示 ： 工作点A 、C 对应 的gm(t)中 基波分量 gm1都比B 点的小。
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U BE U BB uL uS 如忽略集电极电压的影响，由转移 特性可求出集电极电流ic f (U BE ) f (U BB u L uS ) 取U BB uL作为工作点偏电压时，三极管输出电流可按
泰勒公式展开： ic f (U BB uL ) f '(U BB uL )vs 1/ 2 f ''(U BB uL )us 2 ...
高频课程设计—混频器讲解

高频课程设计—混频器讲解

《通信电子线路》课程设计说明书混频器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：卢卓然指导教师：张松华职称副教授专业：电子信息工程班级：电子1201班学号： 1230340104完成时间：2014.12.222014年12月摘要模拟相乘器的主要技术指标是工作象限、线性度和馈通度。

工作象限是指容许输入变量的符号范围。

只容许ux和uy均为正值的相乘器称为一象限的,而容许ux和uy都可以取正、负值的则称为四象限的。

线性度是指相乘器的输出电压uO与输入电压ux(或uy)成线性的程度。

馈通度是指两个输入信号中一个为零时，另一个在输出端输出的大小。

混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号。

在通信接收机中, 混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频(一般称为中频)的高频已调波信号, 而保持其调制规律不变。

例如, 在超外差式广播接收机中, 把载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号, 把载频位于88 MHz～10.8MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号, 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。

由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。

此设计就是利用仿真软件，采用模拟相乘器实现混频电路的。

关键词：模拟相乘器；混频电路ABSTRACTThe mixer in communication engineering and radio technology, application is very extensive, in modulation system, the input of baseband signal are throughfrequency conversion into a high frequency modulated signal. In the demodulation process, the received modulated high frequency signal afterfrequency conversion, into intermediate frequency signals corresponding to.Especially in the superheterodyne receiver, mixer is widely used, such as AMradio receiver will be amplitude modulated signal 535KHZ- a 1605KHZ to become 465KHZ IF signal, image signal television receiver will have a 870M48.5M to become 38MHZ of intermediate frequency image signal. In mobile communication, a frequency and the two frequency etc..In the transmitter, in order to improve the stability of transmitting frequency, uses the multistagetype transmitter. With a low frequency of the quartz crystal oscillator as the main oscillator, generating the main oscillation signal of a frequency is verystable, and then through the frequency plus or minus, multiply, divide intoradio frequency, we must use a mixer circuit, such as converting TV transposer transceiver channel, the uplink, downlink frequency in satellitecommunication transform, must be in the mixer. Thus, mixing circuit is the key module of Applied Electronic Technology and professional radio must master.Key words anlog mixer; mixer circuit目录绪论 (1)1 系统分析 (3)1.1 设计课题任务 (4)1.2 课题基本原理 (5)1.3 混频电路分类 (6)1.4 混频电路的实际运用 (7)2 单元电路工作原理 (8)2.1 模拟乘法器 (9)2.2 混频器 (10)2.3 选频电路 (11)3 电路性能指标测试 (15)4 结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)绪论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。

晶体管混频器高频课程设计

晶体管混频器高频课程设计

通信电子线路课程设计三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：maoxiaoyun指导教师：jiayaqiong 职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0901班完成时间：2011年12月8日摘要人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。

但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。

一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。

作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中，实现信号频谱的搬移。

混频电路又称变频电路,它广泛应用于通信与其它电子设备中,其作用是是将信号频率由一个量值变换为另一个量值。

混频技术的应用十分广泛。

混频器是超外差式收音机中的关键部件。

直放式接收机高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大，灵敏度较低。

采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。

因为放大功能主要在中放，可以用良好的滤波电路。

采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号的频率低，性能指标容易得到满足。

混频器在一些发射设备中也是必不可少的。

在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。

混频是指利用非线性元件，例如二极管，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。

做有关混频电路的课题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。

此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了LC谐振回路以及LC正弦波本地振荡器。

关键词混频；通信；超外差ABSTRACTPeople have been looking for a means of rapid long distance communication. However, until the mid-eighteenth century only the modern sense of the rapid long-distance means of communication, thanks to the invention of radio. More than a century, communication methods and constantly updated content development, modern communication technology in daily life is becoming an increasingly important role. Wireless transmission system as an important and indispensable part of mixing techniques, such as transistor mixer,diode mixers and field FET mixer, etc., are widely used in various communication devices, the movement to achieve the signal spectrum.Mixer circuit is also known as the frequency transformer circuit,it is widely used in communications and other electronic devices, itsrole is to signal frequency is changing from one value to another value. Mixing technology is widely used. Superheterodyne mixer is a key component of the radio. Direct receiver, high-frequency small-signal detection, the working frequency range, the operating frequency ofthe high-frequency effects channel is relatively large, the sensitivity is low. Using superheterodyne technology, the receivedsignal to a fixed intermediate frequency mixer, put a lot of the basic effects of not receiving frequency, so that band signal amplification consistency, high sensitivity can be done, better selectivity . Because the zoom function, mainly in the place, you can use a goodfilter circuit. Mixer in a number of transmission equipment is also essential. In frequency division multiple access signal synthesis, microwave relay, satellite communications system also has its importance.Mixing is the use of non-linear elements such as diodes, the two mixed signals of different frequencies, frequency-selective circuitto get through the third frequency of the signal process.Keywords mixer; communication; superheterodyne目录1 方案分析 (1)1.1 设计课题任务及功能要求说明 (1)1.2 混频电路的基本原理与组成模型 (1)1.3 三极管混频器的方案设计 (3)1.3.1 三极管混频器原理 (3)2Multisim 10软件简介 (4)3设计课题的仿真分析 (5)3.1 设计课题的参数选择 (5)3.1.1 三极管混频模块 (5)3.1.2 本振模块 (7)3.2 设计课题的仿真结果 (8)3.2.1 晶体管混频器总原理图 (8)3.2.2 仿真结果 (8)3.4 设计课题的仿真调试 (11)3.4.1 失真调试 (11)4 仿真结果分析、干扰及解决办法、设计总结 (12)4.1 结果分析 (12)4.2 干扰及解决办法 (12)4.3 设计总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1 方案分析1.1 设计课题任务及功能要求说明设计一个三极管混频器。

混频器的设计与仿真

混频器的设计与仿真

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。