《二极管混频器》PPT课件

封面 4 7二极管混频器 返回 引言 本页完 引言 返回 晶体管混频器的主要优点是变频增益高 但它有如下一些缺点 动态范围较小 一般只有几十毫伏 组合频率较多 干扰严重 噪声较大 在无高频功率放大器的接收机中 本振电压可以通过混频管极间电容从天线辐射能量 形成干扰 称为反向幅射 二极管混频器组成的平衡混频器和环形混频器的优缺点正好与上述情况相反 它有组合频率小 动态范围大 噪声小 本振无反向幅射等优点 但变频增益小于1 主页 二极管混频器主页 1 二极管平衡混频器 2 二极管环形混频器 双平衡混频器 返回 本节学习要点和要求 因为V0m Vsm 如图所示 当V0 0时 D1 D2均导通 产生电流i1和i2 一 二极管平衡混频器原理性电路等效电路 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 原理性电路 由等效图可以看出 信号vs加在两个二极上的极性总是一个正向 一个反向 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm 所以本振信号相当于一个开关信号 令两个二极管工作在开关状态 开关频率为本振信号的频率 0 2 因为V0m Vsm 当V0 0时 D1 D2均截止 电路不产生电流 一 二极管平衡混频器原理性电路等效电路 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 等效电路 原理性电路 信号电压vs Vsmcos st 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm 分析两个二极管产生的电流 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 原理性电路 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm 产生的电流分别为 开关频率 0 2 i1 引入开关函数后 可以简化两个电流表达式 引入开关函数S t 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 原理性电路 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm 产生的电流分别为 开关频率 0 2 i1 S t S t 分析开关函数S t 的意义 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm 开关频率 0 2 S t 是一个周期性变化的矩形波 变化的频率为 0 2 利用傅立叶级数把S t 展开得 开关函数其实是由本机振荡产生的 其频率与本振频率相同 S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t 二极管平衡混频器输出总电流 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 信号电压vs Vsmcos st 等效电路 本振电压v0 V0mcos 0t 其中的条件为V0m Vsm i i1 i2 i应与 i1 i2 成比例 为简化运算 设比例系数为1 i1和i2经变压器Tr2相互感应后输出的总电流i为 S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t 等效电路 二极管平衡混频器生成的新频率成分 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 信号电压vs Vsmcos st 本振电压v0 V0mcos 0t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t i1和i2经变压器Tr2相互感应后输出的总电流i为 i i1 i2 i rd RL S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t Vsmcos st 把上式中的cos st与cos 0t cos3 0t cos5 0t 各项相乘后再展开整理 可得出总电流中生成了新的频率分量 分别为 s 0 s 3 0 s 5 0 s 由结果知 二极管混频器亦能生成差频 再通过滤波电路可将其取出 二极管平衡混频器的好处 一 二极管平衡混频器 二极管混频器 继续 本页完 等效电路 二极管平衡混频器产生的频率 晶体管混频器产生的频率 0 2 0 3 0 s 0 s 2 0 s 3 0 s s 0 s 3 0 s 5 0 s 二者相比较可知 二极管平衡混频器输出电流中频率的组合分量大为减少 同时可以看出 二极管平衡混频器输出电流中没有了 0 说明本振器无反向辐射 二 二极管环形混频器二极管环形混频器原理图两种二极管混频器的区别 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 二极管环形混频器就是在二极管平衡混频器的基础上增加了两个反向连接的二极管 在分析过程中可以利用二极管平衡混频器的结论 在二极管平衡混频器输出的信号中 仍包含有 s这个频率 s与 0 s 比较接近 容易对 0 s 产生干扰 为了消除 s 可使用二极管环形混频器 环形混频器电原理图 二极管环形混频器与二极管平衡混频器的区别为 v0 0时 D1 D3导通 D2 D4截止 vo 0时D1D3导通 D2D4截止分析 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 二极管环形混频器就是在二极管平衡混频器的基础上增加了两个反向连接的二极管 在分析过程中可以利用二极管平衡混频器的结论 环形混频器电原理图 二极管环形混频器与二极管平衡混频器的区别为 v0 0时 D1 D3导通 D2 D4截止 在二极管平衡混频器的输出信号中 仍包含有 s这个频率 s与 0 s 比较接近 容易对 0 s 产生干扰 为了消除 s 可使用二极管环形混频器 vo 0时D1D3截止 D2D4导通分析 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 二极管环形混频器就是在二极管平衡混频器的基础上增加了两个反向连接的二极管 在分析过程中可以利用二极管平衡混频器的结论 vs Tr1 D1 D2 v0 Tr2 D3 D4 环形混频器电原理图 二极管环形混频器与二极管平衡混频器的区别为 v0 0时 D1 D3导通 D2 D4截止 v0 0时 D1 D3截止 D2 D4导通 区别 即在本振电压v0的正 负半周中 都有二极管导通 都产生电流 在二极管平衡混频器的输出信号中 仍包含有 s这个频率 s与 0 s 比较接近 容易对 0 s 产生干扰 为了消除 s 可使用二极管环形混频器 1 vo 0时二极管环形混频器的电流 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 1 v0 0时 D1 D3导通 D2 D4截止时 电路即前面所述的二极管平衡混频器 输出电流i 为 i1 i3 2 vo 0时二极管环形混频器的电流 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 1 v0 0时 D1 D3导通 D2 D4截止时 i2 i4 2 v0 0时 D2 D4导通 D1 D3截止时 电路本质上仍是前面所述的二极管平衡混频器 只是v0反相时开关函数的导通时间移相了半个周期 T 2 令其为S t 输出电流i 为 电路即前面所述的二极管平衡混频器 输出电流i 为 其中开关函数S t S t T 2 同样利用傅立叶级数展开得 S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 总电流i为i 和i 之和 与全波整流相似 二极管环形混频器电流频率分析 二 二极管环形混频器 二极管混频器 继续 本页完 i2 i4 S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t S t 1 2 2 cos 0t 2 3 cos3 0t 2 5 cos5 0t