实验模板--混频电路和倍频分析

实验七 二极管开关混频器一、实验目的掌握变频原理及开关混频原理。

掌握环形开关混频器组合频率的测试方法。

了解环形开关混频器的优点。

二、实验原理1、环形开关混频器的工作原理 变频器的原理方框图如图1所示。

图1 变频原理方框图图中υi 为信号电压，υL 为本地振荡电压。

当这两个不同频率的正弦电压，同时作用到一个非线性元件上时，就会在它的输出电流中，产生许多组合频率分量，选用适当的滤波器取出所需的频率分量ωo ，此时就完成了频率变换，这就是变频原理。

根据所选用的非线性器件不同，可以组成不同的混频器。

如二极管混频器、晶体管混频器、场效应管混频器和差分对管混频器等。

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。

环形开关混频器工作在开关状态时，输出电流中的组合频率只有本振电压的奇次谐波与信号电压频率的基波的组合，用一通式表示组合频率为()ωω±+L P 12其中p=0、1、2、……。

即使环形混频器不工作在开关状态时，它的输出电流也只含有本振电压的奇次谐波与信号电压的奇次谐波的组合，也可用通式()()s L q P ωω1212+±+来表示，其中p=1、2、3、……。

较之其他的混频器，组合频率干扰少是其突出的优点之一。

2、实验电路原理图如附图G7，图中MIX41为集成环形开关混频器，型号为HSPL —1。

其内部电原理如图2-6。

图2 集成环形开关混频器内部电路原理图封装外引脚功能如下：其中，1脚为射频信号输入端，8脚为本振信号输入端，3脚、4脚为中频信号输出端，2、5、6、7接地。

3.实验线路本混频器的本振输入信号在+3dBm — +13 dBm 之间，用高频信号源输入本振信号，频率选为10.7MHz ，而射频信号是由正弦振荡部分产生的10.245 MHz 的信号。

课程设计一、实验目的1.设计模拟乘法混频器二、实验内容2.设计模拟乘法混频器的电路3.用万能板做出模拟乘法混频器4.利用信号发生器、示波器测试模拟乘法混频器三、实验原理及实验电路说明在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。

这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。

对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。

进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。

该参考频率通常称为本机振荡频率。

本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。

当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。

混频器常用的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的高频信号VL，并与输入信号VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。

本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。

因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。

图4-1所示为相乘混频器的方框图。

设滤波器滤除和频，则输出差频信号。

图4-2为信号经混频前后的频谱图。

我们设信号是：载波频率为S f 的普通调幅波。

本机振荡频率为L f 。

设输入信号为t V v S S S ωcos =，本机振荡信号为t V v L L L ωcos = 由相乘混频的框图可得输出电压t V tV V K K v S L S L S L M F )cos()cos(2100ωωωω-=-=式中 SL M F V V K K v 210=定义混频增益M A 为中频电压幅度0V 与高频电压S V 之比，就有LM F S M V K K V V A 210==图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。

R7图4-3 MC1496构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。

倍频电路设计范文倍频电路是一种通过倍频器将信号频率倍增的电路。

在许多应用中，需要将信号频率倍增，比如在通信领域中将低频信号转换为高频信号，以增加传输距离和可靠性。

倍频电路设计需要根据具体的应用需求和信号特性，选择合适的倍频器电路和参数。

常用的倍频器电路有倍频整波电路、倍频整数倍电路和倍频锁相环电路。

倍频整波电路通过整流和滤波将信号频率倍增，适用于低功率小幅度信号的倍频。

倍频整数倍电路则是通过电路中的倍频元件（如倍频器二极管、倍频晶体管）将信号频率乘以整数倍。

倍频锁相环电路则是通过锁定一个参考频率，并通过控制多级倍频器的相位和频率来实现信号频率倍增。

在设计倍频电路时，首先要确定输入信号的频率范围、幅度和功率。

然后选择合适的倍频器电路和倍频器元件。

对于倍频整波电路，可以选择使用整流电路和滤波电路，如谐振电路和低通滤波器。

对于倍频整数倍电路，可以选择使用适合的倍频器元件，如倍频晶体管、倍频二极管等。

对于倍频锁相环电路，需要选择合适的相位比较器、VCO（压控振荡器）和分频器等。

在设计倍频电路时，还需要考虑电路的带宽、失真、稳定性和功耗等方面的问题。

带宽要求决定了电路的频率响应范围，失真要求决定了电路的非线性和波形失真程度，稳定性要求决定了电路的抗干扰能力和稳定性，功耗要求决定了电路的能效。

总之，倍频电路设计需要根据具体应用需求和信号特性，选择合适的倍频器电路和元件，考虑电路的带宽、失真、稳定性和功耗等方面的问题，并可以使用仿真软件进行模拟和分析。

这样可以设计出满足要求的倍频电路，提高信号处理和传输的效果。

二极管双平衡混频器一、实验目的1、掌握二极管双平衡混频器频率变换的物理过程。

2、掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压V0和工作电流I e对中频转出电压大小的影响。

3、掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。

4、比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。

二、实验内容1、研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。

2、研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。

三、实验仪器1、1号板1块2、6号板1块3、3 号板1块4、7 号板1块5、双踪示波器1台四、实验原理与电路1、二极管双平衡混频原理图1 二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器的电路图示见图1。

图中V S 为输入信号电压，V L 为本机振荡电压。

在负载R L 上产生差频和合频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器（图中未画出）。

二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。

图1中的变压器一般为传输线变压器。

二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。

众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为⋯+⋯++=-=n TT T S S V vn V v V v I eI i Tv)(1)(21[)1(2！！ 当加到二极管两端的电压v 为输入信号V S 和本振电压V L 之和时，V 2项产生差频与和频。

其它项产生不需要的频率分量。

由于上式中u 的阶次越高，系数越小。

因此，对差频与和频构成干扰最严重的是v 的一次方项（因其系数比v 2项大一倍）产生的输入信号频率分量和本振频率分量。

用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。

双平衡混频器的输出仅包含（p ωL ±ωS ）（p 为奇数）的组合频率分量，而抵消了 ωL 、ωC 以及p 为偶数（p ωL ±ωS ）众多组合频率分量。

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。

仅供个人参考 不得用于商业用途 一、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点：混频的概念、MC1496模拟相乘器、用模拟乘法器实现混频 2.做本实验时所用到的仪器：集成乘法器混频模块、LC振荡与射随放大模块、高频信号源、双踪示波器 二、实验目的 1. 了解集成混频器的工作原理，掌握用MC1496来实现混频的方法； For personal use only in study and research; not for commercial use

2. 了解混频器的寄生干扰。 三、实验内容 1. 用示波器观察输入输出波形； 2. 用频率计测量混频器输入输出频率； 3. 用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。 四、基本原理 混频器的功能是将载波为fs（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频fi （固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。混频器的电路模型如图 7-1所示。

混频器常用的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的高频信号，并与输入信号Us经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。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，本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。 图7-2是用MC1496构成的混频器，本振电压UL(频率为(8.8MHZ)从乘法器的一个输入端（10脚）输入，信号电压Vs(频率为6.3MHZ)从乘法器的另一个输入端（1脚）输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由乘法器的输出端（6脚）输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频为Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。

集成乘法器混频器试验汇报模拟乘法混频试验汇报模拟乘法混频试验汇报姓名: 学号: 班级: 日期:23模拟乘法混频一、试验目旳1. 深入理解集成混频器旳工作原理2. 理解混频器中旳寄生干扰二、试验原理及试验电路阐明混频器旳功能是将载波为vs(高频)旳已调波信号不失真地变换为另一载频(固定中频)旳已调波信号，而保持原调制规律不变。

例如在调幅广播接受机中，混频器将中心频率为535~1605KHz旳已调波信号变换为中心频率为465KHz旳中频已调波信号。

此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换旳电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。

混频器旳电路模型如图1所示。

VsV图1 混频器电路模型混频器常用旳非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。

本振用于产生一种等幅旳高频信号VL，并与输入信号 VS经混频器后所产生旳差频信号经带通滤波器滤出。

目前，高质量旳通信接受机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成旳混频器，而在一般接受机(例如广播收音机)中，为了简化电路，还是采用简朴旳三极管混频器。

本试验采用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完毕。

24图2 MC1496构成旳混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。

本试验电路中采用，12V，,8V供电。

R12(820Ω)、R13(820Ω)构成平衡电路，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。

为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上旳除了输入信号电压VS和本振电压VL外，不可防止地还存在干扰和噪声。

它们之间任意两者均有也许产生组合频率，这些组合信号频率假如等于或靠近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号旳接受。

干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成旳，因此干扰不可防止，其中影响最大旳是中频干扰和镜象干扰。

模拟乘法混频实验报告姓名：学号：班级：日期：模拟乘法混频一、实验目的1. 进一步了解集成混频器的工作原理2. 了解混频器中的寄生干扰二、实验原理及实验电路说明混频器的功能是将载波为vs （高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。

例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz 的已调波信号变换为中心频率为465KHz 的中频已调波信号。

此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。

混频器的电路模型如图1所示。

图1 混频器电路模型混频器常用的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的高频信号VL ，并与输入信号 VS 经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。

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双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。

本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。

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构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。

本实验电路中采用＋12V，－8V供电。

R12（820Ω）、R13（820Ω）组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。

本实验中输入信号频率为fs＝4.2MHz，本振频率fL＝8.7MHz。

为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压VS和本振电压VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。

它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。

干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此干扰不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。