南理工高频电子线路实验-模拟乘法器实验报告.docVIP

模拟乘法混频一、实验目的（1）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 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(或变频器)。混频器是频谱线性搬移电路，是一个六端网络。它有两个输入电压，输入信号和本地振荡信号， 输出信号为，称为中频信号，其频率是和的差频或和频，称为中频， (同时也可采用谐波的差频或和频)。由此可见，混频器在频域上起着减(加)法器的作用。 混频器的输入信号是高频已调波、本振是正弦波信号，中频信号也是已调波，除了中心频率与输入信号不同外，由于是频谱的线性搬移，其频谱结构与输入信号的频谱结构完全相同。表现在波形上，中频输出信号与输入信号的包络形状相同，只是填充频率不同(内部波形疏密程度不同)。混频器是超外差接收机中的关键部件。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较好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。设输入到混频器中的输入已调信号和本振电压分别为 这两个信号的乘积为若中频，经带通滤波器取出所需边带，可得中频电压为下图为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。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（820）、R13（820）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4.2MHz，本振频率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和本振电压外，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，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。三、实验仪器双踪示波器高频信号发生器频率计四、实验内容（1）用高频信号发生器做本振信号，将频率(幅度ULP-P300mV左右)的本振信号从J8处输入（本振输入处）。（幅度USP-P100mV左右）的高频信号（由3号板晶振提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察TH8和TH9处波形。（2）改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Ui的幅值，并填入下表。USP-P（mV）5080100UiP-P（mV）507290（3）改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Ui的幅值，并填入下表 ULp-p（mV）200300400500Uip-p（mV）82848488（4）用频率计测量混频前后波形的频率。混频前f=4.19mhz 混频后f=4.5059549mhz（5）混频的综合观测（需外接信号源） 令高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波，作为本实验的载波输入，外接信号源输出8.7MHz的本振信号，用示波器对比观察J9处和调制信号的波形。五、思考题1，分析寄生干扰的原因，并讨论预防措施。原因：干扰频率通过寄生通道形成。混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。它们和输入信号电压VS、本振电压VL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。预防措施：减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件