第9章变频电路

1、第,9,章,变频电路,第九章,变频电路,第,9,章,变频电路,第一节,概述,混频器是频谱线性搬移电路，是使信号的,频率从一处线性搬移至另一处的电路,它是一,个,六端网络,它有两个输入电压，输入信号,u,s,和,本地振荡信号,u,L,其工作频率分别为,f,c,和,f,L,输出,信号为,u,I,称为中频信号，其频率是,f,c,和,f,L,的差,频或和频，称为中频,f,I,f,I,f,L,f,c,同时,也可采,用谐波的差频或和频,第,9,章,变频电路,u,s,f,c,u,I,f,I,输入信号,u,s,0,混频器,u,L,f,L,t,a,0,输出信号为,u,I,t,本地振荡信号,u,L,0,f,c,f

2、,L,f,I,b,f,0,f,0,f,图,6-51,混频器的功能示意图,第,9,章,变频电路,因此,混频电路可用乘法器或非线性电路完成，框图如,图所示,u,s,u,L,a,u,o,带,通滤,波,器,u,I,u,s,非,线性,器,件,u,L,u,o,带,通滤,波,器,u,I,b,图,混频器的组成框图,第,9,章,变频电路,一、变频电路的功能,一）变频电路的功能是将已调波的,载频,变换成,固定的,中频频率,而保持其调制规律不变,二）对于调幅波、调频波或调相波，通过变频,电路后，仍然是调幅波、调频波或调相波,u,s,t,U,sm,1,m,a,sin,t,sin,s,t,1,当输入为调幅波,时，输出电

3、压仍为调幅波,u,I,t,U,Im,1,m,a,sin,t,sin,I,t,u,s,t,U,sm,cos,s,t,m,f,sin,t,2,当输入为调角波,时，输出电压仍为调角波,u,I,t,U,Im,cos,I,t,m,f,sin,t,第,9,章,变频电路,三）变频电路的时域、频域表示法,以调幅波为例,从频域可知，变频电路是线性频谱搬移电路,第,9,章,变频电路,二、变频电路的组成,1,输入回,路：选取中,心频率为,f,s,的调幅波或,调角波,2,非线性器件：产生新的频率分量。常用三极管,二极管、场效应管、差分对管和模拟乘法器等,3,滤波器：选取中心频率为中频,f,I,低中频,f,I,f,L,

4、f,s,高中频,f,I,f,L,f,s,的信号,f,I,是固定的,4,本机振荡器：产生,f,L,分量,因为,f,I,是固定的,所以,f,L,要随,f,s,变化而变化,必须满足,f,L,f,I,f,s,或,f,L,f,I,f,s,第,9,章,变频电路,三、变频器的技术指标,一）变频增益,U,Im,输出中频电压振幅,A,uc,1,变频电压增益,A,uc,U,sm,输入高频电压振幅,P,I,输出中频信号功率,pc,2,变频功率增益,A,pc,A,P,s,输入高频信号功率,二,选择性：滤波器选取中频,f,I,滤除不需要频率,的能力,三）噪声系数：作为接受机的最前端，变频器的,噪声系数必须很小,四）失真

5、和干扰：要求非线性器件尽可能少产生,不需要的频率分量,第,9,章,变频电路,第二节,三极管混频器,一,工作原理,一）电路,V,BB,V,CC,直流偏置,电压,u,s,输入信号,u,L,本振信号,LC,回路：调谐于中频,f,I,u,be,V,BB,u,s,t,u,L,t,第,9,章,变频电路,二）电路的输入条件,1,输入条件,u,s,为小信,号,u,L,为大信号,2,为分析简单，设,u,s,U,sm,cos,s,t,u,L,U,Lm,cos,L,t,U,Lm,U,sm,第,9,章,变频电路,3,晶体管在,V,BB,u,L,u,s,共同,作用下工作于非线性状,态,由于,u,s,很小,可将,V,BB

6、,u,L,看,成直流偏压,即工作点,u,s,看成,输入小信号,因为,u,L,是变化的,所以工作点在变化,而在每一个工作点，对,u,s,来说都是,工作于线性状态，只不,过不同的工,作点其线性参量不同,这种随时间,变化的参量称为时变参,量,第,9,章,变频电路,三）晶体三极管混频器的时变参量分析,V,BB,u,L,t,对,u,s,t,i,c,在时变偏,1,混频器的集电极电流,展开为泰勒级数，则,晶体三极管的,BE,V,BB,u,s,t,u,L,t,u,正向传输特性为,i,c,f,u,BE,因为,u,s,很小，在,u,s,的变化范围内正向传输特性为,线性。所以可以将函数,i,C,f,u,BE,在时变

7、偏压,V,BB,u,L,t,上展开成泰勒级数。则,1,2,i,C,f,V,BB,u,L,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,2,第,9,章,变频电路,1,2,i,C,f,V,BB,u,L,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,2,因为,u,s,很小，可以忽略高次项，所以,i,C,f,V,BB,u,L,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,设本振电压,u,L,t,U,Lm,cos,L,t,则,f,V,BB,u,L,t,I,c,0,I,c,1,m,cos,L,t,I,c,2,m,cos,2,L,t,f,V,B

8、B,u,L,t,g,t,g,0,g,1,cos,L,t,g,2,cos,2,L,t,其中,f,V,BB,u,L,t,u,BE,V,BB,u,L,t,时的集电极电流,f,V,BB,u,L,t,u,BE,V,BB,u,L,t,时的晶体管的跨导,因为,u,L,t,是大信号，晶体管工作,于非线性，所以,f,V,BB,u,L,t,和,f,V,BB,u,L,t,随,u,L,t,变化而变化，且呈非线,形。则有,第,9,章,变频电路,f,V,BB,u,L,t,I,C,0,I,c,1,m,cos,L,t,I,c,2,m,cos,2,L,t,f,V,BB,u,L,t,g,0,g,1,cos,L,t,g,2,cos

9、,2,L,t,其中,I,C,0,I,C,1,m,I,C,2,m,g,0,g,1,g,2,是只加振荡信号时的集,电极电,流中的直流、基波、二,次谐波分量的幅值以及,跨导的平均分,量、基波、二次谐波分,量的幅值。它们是固定,值,2,输入,u,s,后产生的电流,在输入信号,u,s,t,U,sm,cos,s,t,作用下,集电极电流为,i,C,f,V,BB,u,L,t,f,V,BB,u,L,t,u,s,t,I,C,0,I,c,1,m,cos,L,t,I,c,2,m,cos,2,L,t,g,0,g,1,cos,L,t,g,2,cos,2,L,t,U,sm,cos,s,t,第,9,章,变频电路,I,C,0,

10、I,c,1,m,cos,L,t,I,c,2,m,cos,2,L,t,g,1,g,1,U,sm,g,0,cos,s,t,cos,L,s,t,cos,L,s,t,2,2,g,2,g,2,cos,2,L,s,t,cos,2,L,s,t,2,2,3,通过带通滤波器取出中频（设取中低频），则,g,1,g,1,i,I,U,sm,cos,L,s,t,U,sm,cos,I,t,2,2,g,1,比较：输入,u,s,t,U,sm,cos,s,t,输出,i,I,U,sm,cos,I,t,2,经混频后,只改变了信号的载波频,率,包络形状没有改变,若输入高频信号为调幅,波时,则可推导出,第,9,章,变频电路,4,推导,

11、已知,u,s,t,U,sm,cos,s,t,则,i,I,U,sm,g,1,cos,I,t,2,当输入调幅波,u,s,t,U,sm,1,m,a,cos,t,cos,s,t,则,i,I,U,sm,g,1,1,m,a,cos,t,cos,I,t,2,当输入调角波,u,s,t,U,sm,cos,s,t,m,cos,t,则,i,I,U,sm,g,1,cos,I,t,m,cos,t,2,第,9,章,变频电路,5,混频器的变频跨导,g,1,U,sm,I,Im,输出中频电流振幅,g,1,2,定义,g,c,U,sm,输入高频电压振幅,U,sm,2,g,1,是时变跨导,g,t,即,f,V,BB,u,L,t,的基波

12、分量,第,9,章,变频电路,二、晶体三极管混频器的等效电路,1,由于本振电压为大信号，对输入小信号,u,s,来,说可以等效为时变参量的线性电路,所以等效电路如上图所示,其中,g,c,是时变跨导,2,输入回路调谐于,f,s,输出回路调谐于,f,I,第,9,章,变频电路,3,技术指标,变频电压增益,g,g,U,g,c,U,g,c,U,Im,I,s,oc,L,A,uc,U,sm,U,U,g,oc,g,L,s,s,变频功率增益,g,c,P,I,2,g,L,A,pc,2,P,s,U,g,oc,g,L,g,ic,g,s,ic,g,c,2,g,L,由,A,pc,g,oc,g,L,g,ic,当,g,L,g,o

13、c,时，输出电路匹配,A,pc,最大,g,c,A,pc,max,4,g,ic,g,oc,2,g,U,I,L,2,第,9,章,变频电路,三、具体电路和工作状态的选择,一）根据输入信号,u,s,可构成共射和共基两种,组态，又根据本振信号,的注入可分为基极注入,和射极注入两种组态,因此有四种组态,电路组态,射极注入,c,射极输入,a,基极输入,基极注入特点,a,基极输入,基极注入,b,基极输入,射极注入特点,d,射极输入,基极注入,输入阻抗高，变频增益大,b,基极输入,射极注入,输入阻抗小，不易起振,输入阻抗小，变频增,容易起振，但两信号相互,c,射极输入,射极注入,相互影响较小，实际应用,益小，一

14、般不选用这,影响较大,d,射极输入,基极注入,较多,两种工作状态,第,9,章,变频电路,二）具体电路,图,9-7,是收音机中,常用的变频电路,晶体管除了完成,混频任务外，还,兼作本机振荡器,的振荡管，为互,感耦合的自激振,荡器。本振电压,由电容耦合到晶,体管的发射极,U,s,第,9,章,变频电路,例,已知混频晶体三极管的正向传输特性为,2,3,i,a,0,a,2,u,a,3,u,式中,u,U,sm,cos,s,t,U,Lm,cos,L,t,U,Lm,U,sm,变频跨导,g,c,混频器的中频取,I,L,s,试求混频器的,题意分析,对于,U,sm,cos,s,t,来说是线性时变关系,可先求出时变跨

15、导,1,g,t,从而有,i,c,g,t,u,s,i,I,g,c,u,s,而变频跨导,g,c,g,1,g,1,是,2,g,t,的基波,本题,U,Lm,U,sm,可以看成工作点随大信,号,U,Lm,cos,L,t,变化,第,9,章,变频电路,解,时变跨导,di,c,2,g,t,2,a,2,u,3,a,3,u,du,时变跨导是在,u,L,作用下产生的,g,t,2,a,2,u,L,3,a,3,u,L,2,2,2,a,2,U,Lm,cos,L,t,3,a,3,U,Lm,cos,L,t,3,3,2,2,a,3,U,Lm,2,a,2,U,Lm,cos,L,t,a,3,U,Lm,cos,2,L,t,2,2,g

16、,1,2,a,2,U,Lm,g,1,g,c,a,2,U,Lm,2,第,9,章,变频电路,例,已知混频晶体三极管的正向传输特性为,2,3,i,a,bu,be,cu,be,式中,u,be,U,Q,U,sm,cos,s,t,U,Lm,cos,L,t,U,Lm,U,sm,混频器的中频取,I,L,s,试求混频器的,变频跨导,g,c,题意分析,本题与上题类似，根本,区别是在,U,Q,U,Lm,cos,L,t,作用,下产生时变跨导。上题,中,U,Q,0,第,9,章,变频电路,第三节,场效应管混频器,一,结型场效应管混频,u,GS,U,GSQ,u,s,t,u,L,t,U,GSQ,U,Lm,cos,L,t,U,

17、sm,cos,s,t,u,GS,2,i,D,I,DSS,1,U,P,U,GSQ,u,s,t,u,L,t,2,I,DSS,1,U,P,I,DSS,2,2,2,2,U,P,U,GSQ,u,s,u,L,2,U,P,2,U,P,U,GSQ,2,U,P,u,s,2,U,GSQ,u,L,2,u,s,u,L,将产生,S,L,滤波取出中低频则,I,DSS,i,I,U,sm,U,Lm,cos,L,s,t,2,U,P,第,9,章,变频电路,第四节,二极管混频电路,一、二极管平衡混频,1,u,L,为大信号,u,s,为小,信号,二极管受,u,L,控,制工作在开关状态,2,输入回路调谐于,s,u,s,u,I,i,g,K

18、,t,u,1,d,L,L,2,3,u,u,s,I,i,g,K,t,u,2,d,L,L,2,输出回路调谐于,I,I,L,s,i,i,1,i,2,g,d,K,L,t,u,s,u,I,第,9,章,变频电路,设,u,s,U,sm,cos,s,t,u,I,U,Im,cos,I,t,由,i,i,1,i,2,g,d,K,L,t,u,s,u,I,1,2,2,g,d,cos,L,t,cos,3,L,t,2,3,U,sm,cos,s,t,U,Im,cos,I,t,此,2,项相乘可,产生中频分量,i,I,滤波取出中低频,g,d,U,sm,cos,I,t,g,d,U,Im,cos,I,t,2,中频输出电压反作,用产生

19、的中频电流,1,此,2,项相乘也可,产生中频分量,1,高频输入信号与本振信,号混频所得中频电流,第,9,章,变频电路,二、二极管环形混频,1,输入回路,调谐于,s,输出回路,调谐于,I,I,L,s,2,u,L,足够大,使,D,1,D,2,D,3,D,4,工作在开关状态,u,L,0,时,D,1,D,2,导通,D,3,D,4,截止,u,L,0,时,D,1,D,2,截止,D,3,D,4,导通,D,1,D,2,开关函数为,K,L,t,D,3,D,4,开关函数为,K,L,t,第,9,章,变频电路,3,在本振信号正半周,D,1,D,2,组成平衡混频器,i,i,1,i,2,g,d,k,L,t,u,s,u,I

20、,4,在本振信号负半周,D,3,D,4,组成平衡混频器,i,i,3,i,4,g,d,k,L,t,u,s,u,I,第,9,章,变频电路,5,无带通滤波条件下,输出电流,i,o,i,i,g,d,k,L,t,u,s,u,I,g,d,k,L,t,u,s,u,I,g,d,u,s,k,L,t,k,L,t,g,d,u,I,k,L,t,k,L,t,4,g,d,U,sm,cos,s,t,cos,L,t,cos,3,L,t,g,d,U,Im,cos,I,t,3,2,项相乘可产,中频分量,4,生中频分量,I,2,滤波取出中低频,i,I,g,d,U,sm,cos,I,t,g,d,U,Im,cos,I,t,高频输入信号

21、与本振信,号混频所得中频电流,中频输出电压反作,用产生的中频电流,第,9,章,变频电路,6,平衡混频器与环形混频器相比,平衡混频器输出,1,i,I,g,d,U,sm,cos,I,t,g,d,U,Im,cos,I,t,2,环形混频器输出,i,I,2,1,g,d,U,sm,cos,I,t,g,d,U,Im,cos,I,t,可见，与平衡混频器相比，环形混频器增,加,2,个二极管，其中频电流输出增大,2,倍,第,9,章,变频电路,第五节,模拟乘法器混频,第,9,章,变频电路,例,二极管平衡混频电路如下图,u,2,为大信号,u,1,为小信号,二极管受,u,2,控制工作在,开关状态,请根据平衡电路的基本原

22、理说明下列情况输入信,号，能产生什么输出电压信号，应采用什么样的,滤波器,1,u,1,U,1,m,cos,t,u,2,U,2,m,cos,c,t,c,2,u,1,U,1,m,cos,c,t,u,2,U,2,m,cos,t,c,第,9,章,变频电路,3,u,1,U,1,m,1,m,a,cos,t,cos,s,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,4,u,1,U,1,m,cos,s,t,m,f,sin,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,5,u,1,U,1,m,cos,s,t,cos,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,6,u,1,U,1,m,cos,

23、c,t,cos,t,u,2,U,2,m,cos,c,t,c,第,9,章,变频电路,解,根据电路图可写出输出电流的表达式,i,1,i,2,1,r,d,R,L,1,r,d,R,L,K,2,t,u,2,u,1,K,2,t,u,2,u,1,1,K,2,t,2,u,1,i,i,1,i,2,2,r,d,R,L,1,2,2,cos,2,t,cos,3,2,t,u,1,2,3,r,d,R,L,1,u,1,U,1,m,cos,t,u,2,U,2,m,cos,c,t,c,可见,u,1,为调制信号,u,2,为载频,2,1,2,2,则,i,cos,2,t,cos,3,2,t,u,1,2,3,r,R,d,L,第,9,章

24、,变频电路,1,2,2,cos,c,t,cos,3,c,t,U,1,m,cos,t,2,3,r,d,R,L,2,i,中含有,c,3,c,频率分量,滤波器应选带通滤波器,中心频率为,c,带宽为,2,输出电压,u,o,U,om,cos,c,t,cos,t,为双边带调,幅波。此时平衡电路为,平衡调幅电路,2,u,1,U,1,m,cos,c,t,u,2,U,2,m,cos,t,c,可见,u,1,为载频,u,2,为调制信号,1,2,2,则,i,cos,t,cos,3,t,U,1,m,cos,c,t,2,3,r,d,R,L,2,第,9,章,变频电路,i,中含有,c,c,c,3,频率分量,滤波器应选带通滤波

25、器,中心频率为,c,带宽为,2,输出电压,u,o,U,om,1,m,a,cos,t,cos,c,t,为普通调,幅波。此时平衡电路为,普通调幅波的实现电路,3,u,1,U,1,m,1,m,a,cos,t,cos,s,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,可见,u,1,为调幅波,u,2,为本振信号,1,2,2,则,i,cos,L,t,cos,3,L,t,2,3,r,d,R,L,U,1,m,1,m,a,cos,t,cos,s,t,此,2,项相乘,可实现变频,第,9,章,变频电路,2,输出电压,u,o,U,om,1,m,a,cos,t,cos,I,t,也是,普通调幅波。此时平衡,电路为平

26、衡混频电路,滤波器应选带通滤波器,中心频率为,I,带宽为,2,4,u,1,U,1,m,cos,s,t,m,f,sin,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,第,9,章,变频电路,可见,u,1,为调频波,u,2,为本振信号,1,2,2,则,i,cos,L,t,cos,3,L,t,2,3,r,d,R,L,U,1,m,cos,s,t,m,f,sin,t,此,2,项相乘,可实现变频,2,输出电压,u,o,U,om,cos,I,t,m,f,sin,t,也是,调频波。此时平衡电路,为平衡混频电路,滤波器应选带通滤波器,中心频率为,I,带宽为,2,5,u,1,U,1,m,cos,s,t,cos

27、,t,u,2,U,2,m,cos,L,t,L,s,I,可见,u,1,为双边带调幅波,u,2,为本振信号,1,2,2,则,i,cos,L,t,cos,3,L,t,2,3,r,d,R,L,U,1,m,cos,s,t,cos,t,此,2,项相乘,可实现变频,第,9,章,变频电路,2,输出电压,u,o,U,om,cos,I,t,cos,t,也是双边带,调幅波。此时平衡电路,为平衡混频电路,滤波器应选带通滤波器,中心频率为,I,带宽为,2,第,9,章,变频电路,6,u,1,U,1,m,cos,c,t,cos,t,u,2,U,2,m,cos,c,t,c,可见,u,1,为双边带调幅波,u,2,为本地载波信号

28、,1,2,2,则,i,cos,c,t,cos,3,c,t,2,3,r,d,R,L,此,2,项相乘,U,1,m,cos,c,t,cos,t,可实现解调,2,输出电压,u,o,U,om,cos,t,为调制信号,此时平衡电路为同步检,波器,滤波器应选低通滤波器,通频带略大于,2,第,9,章,变频电路,第六节,混频器的干扰与失真,主要干扰,1,信号与本振的组合频率干扰,2,外来干扰与本振的组合频率干扰,3,外来干扰互相形成的互调干扰,4,外来干扰与信号形成的交叉调制干扰等,第,9,章,变频电路,f,输入,s,f,s,信号,f,n,噪声,回路,f,pf,s,qf,L,非线性,器件,中频滤,波器,f,L,

29、本机,振,荡器,f,I,正常情况：只有,f,L,f,s,f,I,可以通过中频滤波,f,L,f,s,f,I,之外的组合频率等于中频都,干扰情况：除,会造成干扰,1,信号与本振的其他组合频率等于中,频,2,噪声与本振的组合频率等于中频,3,信号,噪声、与本振的组合频率等于中频,4,噪声、噪声,与本振的组合频率等于中频,第,9,章,变频电路,一、信号与本振的组合频率干扰（干扰哨声,一,信号频率与本振频率通过非线性器件会产生哪,些,组合频率,1,当信号与本振同时给,混频器时,由于混频器非线性,输出电流中,i,a,0,a,1,u,a,2,u,a,3,u,除有需要中频外还有,谐波频率和组合频率,因为而,u

30、,u,s,u,L,则会产生直流,2,f,L,3,f,L,2,f,s,f,L,3,f,s,f,L,2,f,L,f,s,3,f,L,f,s,如果在这些组,合频率中有接近,f,I,f,L,f,s,的组合频率,就会通过中放,与正常的中频一起进行,放大并加到检波器上,显然近于,中频的组合频率与中频,产生差拍检波输出差频,信号为音,频,扬声器以哨叫声形式出,现并形成干扰,2,3,第,9,章,变频电路,2,产生的组合频率可归,纳为,f,pf,L,qf,s,p,和,q,都可以取正整数和零,式中,p,和,q,分别代表本振频率和信,号频率的谐波,次数,3,若中频取中低频，则,只有,f,L,f,s,是所需项,其他都

31、是干扰项,第,9,章,变频电路,二,那些,组合频率,会产生干扰哨声,1,当满足,f,pf,L,qf,s,f,I,时，这个组合,频率将会与正常的,f,I,一起通过中频带通,滤波器经中频放大器放,大后送给检波器,2,由于,f,f,I,二者差频不大为音频,则,f,与,f,I,送给,检波器会产生差拍检波,产生音频实现干扰,常称,为干扰哨声,第,9,章,变频电路,举例,超外差接受机的固定中,频频率为,f,I,465,kHz,当某电台发射载频信号,频率为,f,s,931,kHz,时,本振频率为,f,L,f,I,f,s,1396,kHz,正常的变频过程是,f,L,f,s,1396,931,kHz,465,k

32、Hz,但是由于非线性特性,有三次方项,则,2,f,s,f,L,2,931,1396,kHz,466,kHz,此时看到二者的信号都,可以通过中频带通滤波,器,进行中频放大,然后经检波器结果会产,生,1,kHz,的差频,检波，在终端扬声器中,产生干扰哨声,第,9,章,变频电路,三,那些信号频率会导致,组合频率,干扰,由组合频率干扰条件,f,pf,L,qf,s,f,I,即组合频率干扰条件,pf,L,qf,s,f,I,F,F,f,I,此条件等价为以下四个,条件式,pf,L,qf,s,f,I,F,pf,qf,f,F,L,s,I,f,不可能大于,f,此式不成立,pf,qf,f,F,I,L,s,I,L,f,

33、不可能为负,此式不成立,pf,qf,f,F,I,L,s,I,只有,2,式成立故组合频率干扰,条件为,pf,L,qf,s,f,I,F,p,1,F,p,1,将,f,L,f,s,f,I,代入上式得,f,s,f,I,f,I,q,p,q,p,q,p,第,9,章,变频电路,p,1,F,f,s,f,I,q,p,q,p,p,1,当,f,I,F,时,f,s,f,I,q,p,说明,若,q,和,p,取不同的正整数,则可能产生干扰哨声,的输入有用信号频率就,会有许多个,并且其值均接近,于,f,I,的整数倍或分数倍,实际上任何一部接收机,的接,收频段都是有限的,只有频段内的频率才可,能产生,哨声,第,9,章,变频电路,

34、例,已知中波广播的中频为,f,I,465kHz,广播频段,为,5351605kHz,求哪些频率点可能出现哨声,解,由组合频率干扰条件为,p,1,f,s,f,I,p,q,可取正整数和零,q,p,1,p,0,q,0,q,p,0,上式不成立,2,p,0,q,1,f,s,f,I,465,kHz,465,kHz,535,kHz,1605,kHz,无此电台,第,9,章,变频电路,3,p,1,q,0,f,s,2,f,I,930,kHz,930,kHz,535,kHz,1605,kHz,f,s,930,kHz,的电台可能出现哨声,4,p,1,q,1,q,p,0,上式不成立,5,p,1,q,2,f,s,2,f,

35、I,930,kHz,930,kHz,535,kHz,1605,kHz,f,s,930,kHz,的电台可能出现哨声,6,p,1,q,3,f,s,f,I,465,kHz,465,kHz,535,kHz,1605,kHz,无此电台,第,9,章,变频电路,7,p,2,q,3,f,s,3,f,I,1395,kHz,1395,kHz,535,kHz,1605,kHz,f,s,1395,kHz,的电台可能出现哨声,3,8,p,2,q,4,f,s,f,I,697,5,kHz,2,697,5,kHz,535,kHz,1605,kHz,f,s,697,5,kHz,的电台可能出现哨声,注意：选择电台频率时应尽量避免

36、以上这些,频率点,第,9,章,变频电路,二,外来干扰与本振的组合频率干扰（副波道干扰,一,哪些外来干扰信号会产生组合频率干扰,1,当输入回路选择性不,好的条件下，强干扰信,号,f,n,也能通过输入回路，并,与本振,f,L,通过非线性器件,会产生,pf,L,qf,n,p,q,可取正整数和零,组合频率,2,当组合频率满足,pf,L,qf,n,f,I,则组合频,率就能通过中频带通滤,波器进入检波器，从而,造成干扰,第,9,章,变频电路,pf,L,qf,n,f,I,3,pf,L,qf,n,f,I,只有,pf,qf,f,L,n,I,两式成立,即,pf,L,qf,n,f,I,p,f,I,即,f,n,f,L

37、,的干扰信号会产生干扰,q,q,根据,p,和,q,的不同取值可以分为中频干扰,镜像频率干扰和副波道干扰,第,9,章,变频电路,二,什么叫中频干扰,p,f,I,1,由产生干扰的条件为,f,n,f,L,当,p,0,q,q,q,1,f,n,f,I,称为中频干扰,2,产生原因：输入回路选择性不好,f,n,f,I,的强干扰,信号进入混频器通过非线性特性的一次方项，相当于,放大再由中频选频回路输出，产生中频干扰,3,克服方法：提高输,入回路的选择性，还可,以在混频器输入端增加,一个中频,LC,串联陷波电,路减小中频,第,9,章,变频电路,三,什么叫镜像频率干扰,1,f,L,f,s,f,I,为正常接受,2,

38、由产生干扰的条件为,p,f,I,f,n,f,L,当,p,1,q,q,q,1,f,n,f,L,f,I,即,f,n,f,L,f,I,称为镜像频率干扰,3,产生原因：输入回路,选择性不好,f,n,f,L,f,I,的强干扰信号进入混频,器，由非线性的二次方,项产生,f,n,f,L,f,I,的镜像频率干扰,4,减小镜像频率干扰的,方法,提高输入回路的,选择性，选用高中频可,减小镜像频率干扰,第,9,章,变频电路,四,什么叫副波道干扰,1,当,p,q,3,且满足,pf,L,qf,n,f,I,或,pf,L,qf,n,f,I,称为副波道干扰,2,产生原因：输入回路,选择性不好，强干扰信,号,f,n,进入,混频

39、器与本振,f,L,混频,由于三次方以上项产生,的,pf,L,qf,n,f,I,或,pf,L,qf,n,f,I,会通过中频带通滤波,器输出，产生副,波道干扰,3,减小副波道干扰的方,法,提高输入回路的选择性,减小非,线性特性的三次方及以,上项产生的组合频率,采用二极管平,衡混频、模拟乘法器混,频或具有理想平方律特,性的场效应,管混频,第,9,章,变频电路,三、交叉调制干扰,定义：一个已调的强干扰信号与有用信号同时作,用于混频器，经非线性作用，可以将干扰的调制信号,转移到有用信号的载频上，然后再与本振混频得到中,频，从而形成干扰,现象：同时听到,2,个电台的声音,原因：前端输入调谐回路的选择性太差

40、，晶体管工,作状态出现四次方项及以上项,第,9,章,变频电路,分析,有用信号,u,s,U,sm,1,m,1,cos,1,t,cos,s,t,干扰信号,u,n,U,nm,1,m,2,cos,2,t,cos,J,t,本振信号,u,L,U,Lm,cos,L,t,合成信号,u,be,u,s,u,n,u,L,非线性特性为,i,c,a,0,a,1,u,be,a,2,u,be,a,3,u,be,a,4,u,be,2,3,4,第,9,章,变频电路,其中,u,中的四阶产物中的,12,a,4,u,u,s,u,L,项中产生的,3,a,4,U,U,U,Lm,cos,L,s,t,项就是交调产物,则,3,a,4,U,U,

41、U,Lm,cos,L,s,t,3,a,4,U,1,m,2,cos,2,t,U,nm,1,m,1,cos,1,t,U,Lm,cos,L,s,t,3,a,4,U,U,nm,U,Lm,1,2,m,2,cos,2,t,m,cos,2,t,1,m,1,cos,1,t,cos,1,t,干扰信号的包络信息到了,有用信号上，交调失真,2,nm,2,2,2,2,nm,2,2,nm,sm,2,nm,sm,4,be,2,n,变频后所需项,P265,对此式有具体说明,第,9,章,变频电路,四、互调干扰（互调失真,定义：是指两个或多个干扰电压同时作用在混频,器的输入端，产生近似为信号的频率，再经过混频器,的非线性产生近

42、似为中频的组合分量,产生条件,p f,n1,q f,n2,f,s,原因：输入回路的选择性太差,第,9,章,变频电路,互调干扰条件,p f,n1,q f,n2,f,s,对于,m,1,n,1,的情况是非线性的三次,方项产生的,设干扰信号为,u,n,1,U,n,1,m,cos,n,1,t,而,u,s,U,sm,cos,s,t,u,L,U,Lm,cos,L,t,3,u,n,2,U,n,2,m,cos,n,2,t,当输入回路选择性不好,两个强干扰信号与有用,信号,同时进入混频器,则,u,s,u,n,1,u,n,2,u,L,项中的,u,n,1,u,n,2,u,L,项,当满足,f,n,1,f,n,2,f,s

43、,就会产生二阶互调干扰,第,9,章,变频电路,五、包络失真与强信号阻塞,包络失真指的是由于混,频器的非线性,输出输入包络不成正比,当输入为振幅调制信号,时,输出包络中出现了新的,调制分量,例如,u,s,u,L,项中含有,u,u,若,u,s,u,sm,1,m,a,cos,t,cos,s,t,U,cos,s,t,u,L,U,Lm,cos,L,t,u,u,U,cos,s,tU,Lm,cos,L,t,3,1,其中,cos,s,t,cos,s,t,cos,3,s,t,4,4,3,3,故,u,s,u,L,项中含有,U,sm,cos,s,tU,Lm,cos,L,t,项,3,3,s,L,3,sm,3,sm,4

44、,3,s,L,可表示为,U,1,m,a,cos,t,U,Lm,cos,s,t,cos,L,t,其中含有,U,U,Lm,1,m,a,cos,t,cos,L,s,t,3,sm,3,3,sm,3,第,9,章,变频电路,上式看出,在振幅中除有,分量外,还有,2,3,的谐波分量,即,输出振幅的变化不仅与,有关,还与,2,3,有关,产生了,包络失真,显然这是由非线性四次,方项产生的,强信号阻塞干扰是指当,强干扰信号与有用信号,同时加,入混频器时,强干扰信号会使混频器,的工作点进入饱和区,而输出的有用信号的振,幅要减小,严重时甚至小到无法接,收,这种现象称阻塞干扰,当然,有用信号为强信号时,同样也会产生阻塞

45、干扰,会导致输出电流振幅不,随,U,变化而变化,sm,第,9,章,变频电路,小结,p,1,1,满足,f,s,f,I,时，产生低频哨声,q,p,2,中频干扰条件是,f,n,f,I,产生原因是非线性,器件含有一次项。现象,是听到,2,个电台的声音,3,镜像频率干扰的条件,f,n,f,L,f,I,产生原因,是非线性器件含有二次,方项。现象是听到,2,个电,台的声音,第,9,章,变频电路,4,当,p,q,3,且满足,pf,L,qf,n,f,I,或,pf,L,qf,n,f,I,产生副波道干扰,产生原因是非线性器件,含有三次,方项及以上项。现象是,听到,2,个电台的声音,5,当非线性器件含有四次方项及以上项，有可能产,生交叉调制干扰,6,互调干扰的产生条件为,p f,n1,q f,n2,f,s,第,9,章,变频电路,例,有一超外差接受机，中频为,465kHz,当