环形混频电路分析.doc

实验八二极管环形混频器一、实验目的1.进一步了解二极管环形混频器的工作原理；2.了解环形混频器与其他混频器的特点。

二、实验原理在环形混频电路中, 输出电流中仅有（2n-1）ωL±ωS, 没有ωL项出现。

也就是它的输出中仅包含PωL±ωS（P=2n-1 为奇数）的组合分量, 而抵消了ωL 以及PωL±ωS（P为偶数）等众多的组合分量。

本实验实验电路如图, 图中T1、T2、D01、D02、D03 、D04构成环形混频电路, P01为输入信号输入口, P03为本振信号输入口。

L01、C04谐振回路构成滤波电路, 选出所需要的中频信号而滤除其他无用信号。

Q01对中频信号进行放大。

TP02为输出测量点, P02为中频信号输出口。

三、实验结果将LC振荡器的输出频率为8.8MHz作为本实验的本振信号输入, Vp-p=1V（5.8MHz）输入环形混频器1P01,观测1P01.1P02.1P03各点波形如图12, 可知FS=5.82MHZ, FL=7.95MHZ, FI=2.288MHZ, 基本满足FI=FL-FS。

改变高频信号源的频率时, 输出中频波形如图4, 频率随之发生变化。

图1.1P01.1P02图2.1P02.1P03图42.将音频调制信号为1KHz, 载波频率为5.8MHz的调幅波作为本实验的射频输入, 1P01.1P02.1P03各点波形如图567。

可看出1P01.1P03波形包络一致。

图5.1P01图6.1P02图7.1P01.1P03For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.For personal use only in study and research; not for commercial use以下无正文For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.以下无正文For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschu ng, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.以下无正文。

四、实验基本原理
混频电路是超外差式接收机的重要组成部
分，其作用是将天线上感生的输入高频信 号（经滤波、放大后）变换为频率固定的 中频信号。
混频原理方框图
us
非线性元件
uL 本地振荡器
带通滤波器
uI
混频原理

射频信号电压us，本地振荡电压uL，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：| ±pωL±qωs | ，p和q是包括零在内的正整数。 选用适当的滤波器取出所需的频率分量ωI =ωL - ωs，就完 成了频率变换。
实验原理图
五、实验步骤
六、注意事项

本实验使用了两个模块，测量信号时，示波器探 头的接地线应接在该信号所在的模块上，以使观 察到的波形更好。 当10.245MHz本振信号和10.7MHz射频信号都接 入到混频器时，由于本振信号、射频信号和中频 信号之间ห้องสมุดไป่ตู้不是完全隔离的，所以，这三路信号 之间可能通过电路中的元器件、公共电源和地等 相互影响。这种影响表现为混频器输入端本振信 号和射频信号的抖动，可通过适当调节本振信号 和射频信号的幅度来改善。

七、思考题
讨论镜频干扰产生的条件及消除镜频干扰
的方法。
实验二 二极管环形混频
一、实验目的
掌握二极管环形混频器的工作原理； 掌握二极管环形混频器组合频率的测
试方法。
二、实验内容

测量二极管环形混频器输出的中频信号；
测量二极管环形混频器输出信号的频谱；
观察混频器镜频干扰。
三、实验仪器
GDS数字示波器 万用表 调试工具
AT6011频谱分析仪

式中，g0是时变电导的平均分量；g1是基波分量 的幅度，称为基波跨导；g2是二次谐波分量的幅度， 称为二次谐波跨导。因此，式(6.2―1)中的第二项可以 写成
f ( E B u 1 ) u s g 0 u s g 1 u s c o s 1 t g 2 u s c o s 2 1 t
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us
混频 器
uo
f
(a )
t
fi t
(b )
f
f
fs
fi
图6.1 混频器功能图
第5页，本讲稿共72页
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，如图6.2所示。信号相乘电路的输入一 个是外来的已调波us，另一个是由本地振荡器产生的等 幅正弦波u1。us与u1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ui。
时仅考虑基极电流iB中的信号频率电流
is gi0us gi0Usmcosst
Ism gi0Usm
(6.2―11) (6.2―12)
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根据图6.6可导出三极管混频器的电压增益为
K Vc
功率增益
gc g oc g L
gc gL
K Pc
g
2 c
g L gi0
(6.2―13) (6.2―14)
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6.2 混频电路
6.2.1 三极管混频器 三极管混频器电路如图6.3所示。设外加的信号
us=Usmcosωst，本振电压u1=U1mcosω1t，基极直流偏置 电压为EB，集电极负载为谐振频率等于中频fi=f1-fs的 带通滤波器。忽略基调效应时，集电极电流iC可近似 表示为uBE的函数，iC=f(uBE),uBE=EB+u1+us。

实验五混频原理和电路分析实验一、实验目的1、掌握二极管环形混频器的工作原理；2、了解二极管环形混频器组合频率的测试方法。

3、观察三极管混频器输出信号的频谱。

二、实验仪器1、示波器一台2、数字万用表一块3、调试工具一套4、频谱分析仪一台三、实验原理1、混频器原理及相关知识混频就是要对某信号进行频率变换，将其载频变换到某一固定的频率上，而保持原信号的调制规律不变。

混频是一种频谱搬移电路，混频前后，信号的频谱结构并不发生变化，混频器的电路组成如图5-1所示。

oi图5-1 混频器的组成及作用混频原理：当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，此时就完成了混频。

混频器的电路分为叠加型混频器，乘积型混频器两种类型。

如图5-2所示。

vo(t)L(a )叠加型混频器实现模型(b) 乘积型混频器实现模型图5-2 混频器电路叠加型混频器的类型：(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，其交调、互调干扰少；(3) 二极管平衡混频器和环形混频器，其动态范围大、组合频率干扰少。

混频器的主要质量指标： （1）变频增益混频后的输出电压振幅和输入信号电压振幅之比，称为变频电压增益或变频放大系数。

（2）失真和干扰失真包括频率失真和非线性失真。

混频中有可能出现组合频率、交叉调制、互相调制等特有干扰。

要求混频器件最好工作在其特性曲线的平方项区域，使之既能完成频率变换，又能防止失真，抑制干扰。

（3）噪声系数即输入端高频信号噪声功率比和输出端信号噪声功率比之比。

（4）选择性2、晶体三极管混频器晶体管混频电路有多种形式，但无论本振电压注入方式如何，都是利用晶体管的发射结非线性实现混频。

如图5-3所示：i c图5-3 晶体三极管混频器在晶体管混频器的分析中，输入信号电压V s 很小，经常将晶体管视为一个跨导随本振信号变化的线性参变元件。