实验四 混频器.doc

高频电子线路实验指导书实验四 混频器一、实验目的1、掌握乘法器混频、三极管混频器的工作原理；2、了解混频器组合频率的测试方法。二、实验内容1、观察中频信号；2、观察乘法器混频、三极管混频器输出信号的频谱。 三、实验仪器1、20MHz示波器 一台2、数字式万用表 一块3、调试工具 一套4、频谱分析仪 一台四、实验原理（一）乘法器混频乘法器混频实验的原理图如图41所示。图41 乘法器混频实验原理图本振信号和射频信号分别从TP5和TP6输入，混频器的输出经过455KHz的陶瓷滤波器FL1滤除其它组合频率，再经过中放（由Q1组成）放大后输出，可在TT1处观察输出信号。混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1等组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）时，选择乘法器混频电路的输出进入中放。（二）三极管混频器三极管混频器实验原理图如图42所示。图42 三极管混频实验原理图本振信号和射频信号分别从TP8和TP7输入，混频器的输出经过455KHz的陶瓷滤波器FL1滤除其它组合频率，再经过中放（由Q1组成）放大后输出，可在TT1处观察输出信号。混频器模块上共有4个混频电路，它们共用1个中频放大电路（由Q1组成），通过改变开关K5、K6、K7的拨动方向，可选择由哪路混频电路的输出进入中放。开关K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）时，选择三极管混频电路的输出进入中放。三极管混频器的主要优点是增益较高，但是较之二极管环形混频器，三极管混频器的组合频率较多，干扰严重且噪声较大。所以TT1处信号的频谱没有二极管混频时纯净（反映为波形较粗）。五、实验步骤1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，主板GND接模块GND，主板12V接模块12V，主板5V接模块5V，主板5V接模块5V。操作步骤如下：（1）产生本振信号用石英晶体振荡器产生10.7MHz的本振信号，K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。10.7MHz信号从TP5处输出，调节W2可改变信号的幅度。（2）产生射频信号用集成电路振荡器产生10.245MHz的射频信号，K1、K9、K10、K11、K12向左拨，检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4、LED5亮。10.245MHz信号从TP7处输出，调节CC2使本振信号频率为10.245MHz，调节W4可改变信号的幅度。若TP7处无信号输出，则调节CC2使电路起振；若TP7处信号波形上下不对称，则调节T1来改善。2、乘法器混频实验（1）连接实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，主板12V接该模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关。K2、K3向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。（2）输入本振信号和射频信号调节正弦波振荡器模块的W2改变10.7MHz本振信号的幅度，使TP5处10.7MHz信号的峰峰值为350mV左右，连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP6；调节W4改变10.245MHz射频信号的幅度，使TP7处10.245MHz信号的峰峰值为500mV左右。连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP5。（3）观察中频信号用示波器在混频器模块的TT1处观察中频信号的频率是否为10.7MHz10.245MHz455KHz。（4）观察混频器输出信号的频谱用频谱分析仪在混频器模块C12处的军品插座处测量输出信号的频谱。记录此频谱分布图。3、三极管混频实验（1）连接实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨，K5向右拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板12V接该模块12V，主板12V接该模块12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关。K4向右拨，若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）输入本振信号和射频信号调节正弦波振荡器模块的W2，使该模块TP5处10.7MHz信号的峰峰值为2V左右，连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP7；调节正弦波振荡器模块的W4，使该模块TP7处10.245MHz信号的峰峰值为2V左右。连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP8。（3）观察中频信号用示波器在混频器模块的TT1处观察中频信号的频率是否为10.7MHz10.245MHz455KHz。调节混频器模块的W1使TT1处波形最大不失真。（4）观察混频器输出信号的频谱用频谱分析仪在混频器模块Q3的集电极军品插座处测量混频器输出信号的频谱。记录此频谱分布图。说明1：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，以便使观察到的波形更好。说明2：由于三极管Q3极间PN结的存在，当三极管混频器的-12V电源不打开时，三极管混频器则成为二极管混频器。因此，即使12V电源不打开，也能在TT1处观察到455KHz的中频信号，且此中频信号的频谱较之打开电源时纯净（在示波器上反映为此波形较细），这是因为三极管混频器较之二极管混频器组合频率较多，干扰严重且噪声较大。说明3：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并不是完全隔离的