通信电子电路chap7(10).ppt

第七章混频器 返回主目录 目录7 1概述7 2变频器的基本原理7 3变频器的主要技术指标7 4晶体三极管变频器电路7 5超外差接收机的统调与跟踪7 6环形混频电路7 7用模拟乘法器构成的混频电路7 8变频干扰及其抑制方法 7 1概述 混频电路又称变频电路 MixerConvertor 是超外差式接收机的重要组成部分 它通过非线性器件的相乘作用 实现两个信号的和 差运算 使信号的中心频率变高或变低 而调制规律不变 变频电路有两类 一类是电路中自身产生控制信号 另一类需由外部输入控制信号 通常称前者为变频器 后者为混频器 变频电路是实现信号频谱线性变换的一种电路 它完成频谱在频率轴上的搬移 7 1概述 变频器的应用 AM FM广播及电视接收机等 采用变频后 接收机的性能将得到提高 有利于放大 可使电路结构简化 有利于选频 混频器组成框图如下 1 混频器的功能 混频器是频谱的线性搬移电路 是一个三端口 六端 网络 有两个输入信号 高频调制波 本地振荡信号 一个中频输出信号 两个输入信号与输出信号之间的关系 的包络形状相同 频谱结构相同 只是填充频谱不同 即 其中心频率 其中 7 2变频器的基本原理 1 调幅 DSB为例 2 检波 3 混频 调幅 检波与混频之间的频谱变换关系 混频器是频谱的线性搬移电路 完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号的乘积项 具有这个乘积项 就可以实现所需的频谱线性搬移功能 右图为混频器的一般结构框图 如果设输入信号为 已调波信号 那么两信号的乘积项为 2 混频器的基本工作原理 本振信号 则经带通滤波器的输出为 uI 1 变频增益 变频电压增益 变频功率增益 2 噪声系数 因为混频器常作为超外差接收系统的前级 对接收机整机的噪声系数影响大 所以希望混频级的越小越好 7 3变频器的主要技术指标 3 失真与干扰 变频器的失真主要有 频率失真 线性失真 非线性失真 5 隔离度 三极管变频电路应用举例 7 4晶体三极管变频器电路 变频器工作状态的选择 P216 三极管变频电路的几种形式 工作点和增益 噪声系数关系 三点统调 7 5超外差接收机的统调与跟踪 电容与频率关系 频率覆盖与电容比 某分段波的频率范围 535kHz 1605kHz 其频率覆盖系数为 当中频选用465kHz 若用容量相同的可变电容 则本振波段将从最低频率535 465 1000kHz变化到最高频率3 1000 3000kHz 实际应为1605 465 2070kHz 晶体管混频器优缺点 缺点 组合频率干扰严重 众多组合频率中 只有中频有用 动态范围小 有本振辐射 因场效应管伏安特性是平方律 故用作混频 其无用组合分量比晶体管混频器少 优点 有混频增益 工作频率高 场效应管混频电路 7 6环形混频电路 略 7 7用模拟乘法器构成的混频电路 略 晶体管变频器的优点使变频增益高 缺点是动态范围小 一般只有几十毫伏 组合频率较多 干扰严重 噪声较大 易形成反向辐射 二极管环形混频电路可以将输出组合频率中的和分量 以及P为偶数的组合分量抑制掉 其效果接近相乘特性 uS fS uL fL uI fI un fn u0 都会和有用信号一起被选出 并送到后级中放 经放大后解调输出而引起串音 啸叫和各种干扰 从而影响有用信号的正常工作 一般混频器存在下列干扰 7 8变频器电路干扰及其抑制方法 3 交叉调制干扰 有用信号与干扰信号混频产生的干扰 4 互调干扰 指两个或多个信号同时作用在混频器输入端 经混频产生的组合分量而形成的干扰 2 副波道干扰 外来干扰信号与本振信号的组合频率产生的干扰 1 干扰哨声 组合频率干扰 接收的射频信号与本振信号的自身组合干扰 即 一般混频器存在下列干扰 1 信号与本振信号的自身组合干扰 干扰哨声 所以有 显然当变频比一定时 并能找到对应的整数p q时 就会形成自身组合干扰 1 信号与本振信号的自身组合干扰 干扰哨声 注意 1 自身组合干扰与外来干扰无关 不能靠提高前级电路的选择性来抑制 2 减少这种干扰的方法 其中p q 0 1 2 3 如果选频器所选择的正常中频信号为 2 外干扰信号与本振的组合频率干扰 副波道干扰 则可能形成的副波道干扰为 可见 凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰 在这类干扰中主要有 中频干扰 镜频干扰 及其它副波道干扰 1 中频干扰 当p 0 q 1时 即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频器 可以直接通过混频器进入中放电路 并被放大 解调后在输出端形成干扰 抑制中频干扰的方法 当p 1 q 1时 则有 2 镜像频率干扰 fsfn1fLfn2 3 组合副波道干扰 的情况 则有 交叉调制干扰的形成与本振无关 它是有用信号与干扰信号一起作用于混频器时 由混频器的非线性作用 将干扰的调制信号调制到了中频载波上 即将干扰的调制信号转移到有用信号的载波上而形成的一种干扰 例 由非线性元件 而 3 交叉调制干扰 交调干扰 将信号代入此项 并经中频滤波后可得 交调干扰的特点 3 混频器中 除了非线性特性的4次方项以外 更高的偶次方项也可以产生交调干扰 但一般由于幅值较小 可以不考虑 抑制交调干扰的措施 提高前级电路的选择性 选择合适的器件 合适的工作点 使不需要的非线性项 4次方项 尽可能小 以减少组合分量 互调干扰是指两个或多个干扰信号同时作用于混频器的输入端 由混频器的非线性作用 两个干扰信号之间产生混频 当混频后 产生的信号接近于有用信号的频率时 将与有用信号一起进入后级电路输出而产生干扰 4 互调干扰 互调干扰的特点 设混频器输入的两个干扰为 而本振信号 则三个信号同时作用于非线元件上 则混频输出的电流为 即 其中有 其组合频率为 可见 两个干扰频率都小于 或大于 工作信号频率 且三者等距时 就可形成互调干扰 减少互调干扰的方法 提高前级电路的选择性 选择合适的电路和工作状态 3 互调干扰的大小主要决定于 变频干扰及其产生原因 产生原因 干扰名称 高频放大器 混频器