东华大学高频电子电路通信电子电路课件7-7

1、§6.4.4.3 混频干扰超外差接收机的最大缺点是组合干扰频率点多。本节着重考虑混频过程产生的干扰。混频干扰产生的原因： 混频器不是一个理想乘法器，而是一个能完成相乘功能的非线性器件， 它将输入的有用信号RF和本振信号LO，以及混入的干扰信号(如)，通过混频器非线性特性中的某一高次方项组合产生组合频率，它们可以表示为若这些组合频率落在中频频带内，就会形成对有用信号的干扰。通常把第一种组合频率引起的干扰称为组合频率干扰；第二种组合频率引起的干扰称为寄生通道干扰。注意，这两种干扰是考试重点，明确它们的区别。将产生干扰的原因简要概括如下。混频器电路的输入信号：a) 有用信号，即载频为的已调

2、波信号，也可记作b) 本振信号c) 从天线进来的干扰信号，其频率分别为，电压分别为经非线性器件的作用。混频器输入信号可能产生所有组合频率分量： (i)只有当p=q=1,r=s=0时对应的为有用中频，其余组合均为混频干扰。能否形成干扰要看是否满足如下二个条件：满足一定的频率关系因为混频器后接中频滤波器，只有落入中频通带内的组合频率才有可能通过中频滤波器，并送到后级中放，经放大后输出，形成干扰。满足一定频率关系的分量幅值足够的大。由幂级数分析法可知：p、q、r、s值越小，对应的组合频率分量的振幅越大；通常可忽略p、q、r、s值较大的频率组合分量。 混频器中通常存在着下列干扰a)输入信号与本振信号的

3、自身组合干扰称为组合频率干扰（也叫干扰哨声）。b)外来干扰信号与本振信号的组合干扰，称为副波道干扰或寄生通道干扰。c)外来干扰信号互相之间形成的互调干扰。d)外来干扰信号与信号形成的交叉调制干扰。下面对这些干扰分别进行简要介绍由射频有用信号与本振信号产生的组合频率干扰干扰哨声形成条件：其中，F为音频，F小于中频滤波器的带宽BW。式（6-4-4）可分解为：(d)是没有意义的；由于，所以无法通过中频滤波器，所以(c)也不成立。所以只有（a）、(b)二式成立，将（a）、(b)二式合并得到可能产生干扰哨声的输入有用信号频率为：其中称为变频比。结论：当变频比一定时，并能找到对应的整数p(本振系数), q

4、时，就会形成自身组合干扰。 满足该式的有用频率会产生哨声干扰，p、q值越小，哨声干扰越强。从理论上说，满足式（6-4-6）的p、q组合有无穷多个，即，能产生干扰哨声的有用输入信号频率有无限多个。实际上，由于以下两个原因，能产生干扰哨声的有用输入信号频率是有限的。a) 任何一个接收机的接收频段都是有限的，如中波调幅广播（5351605）KHz，因此，只有落入该频段有的信号才会产生干扰哨声。b) 由于组合频率分量电流的振幅总是随p+q的增加而迅速减小，通常p、q取值超过3就不予考虑。举例：由式（6-4-6）可知：(i) ，p=0,q=1时干扰哨声最强。此时。当输入信号频率接近中频时，会产生最强的哨

5、声干扰。采取的措施 ：为了避免该哨声干扰，将中频移到接收频段之外。如：中波段AM广播的中频为465kHz，接收频段5351605K。(ii)当时，P、q可能的组合a) ，是3阶干扰在上述有用信号附近都可能产生组合频率干扰。例：调幅广播接收机的中频，某电台发射频率，当接收该电台广播时，接收机的本振频率，可得该组合频率分量只与中频相差1kHz，将产生1kHz的差拍干扰，检波后经扬声器输出后的声音类似于哨声，故称这种干扰为干扰哨声。b) ，是8阶干扰可通过中频滤波器，产生干扰哨声。通常3阶以上干扰不予考虑。总结：在实际中能否形成组合频率干扰取决于二个条件：a) 是否满足频率关系要求， b) 满足该组

6、合频率关系分量的幅值足够大（要求p、q值较小）抑制该干扰的方法：(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： 正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰； 正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量； 采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率，如平衡电路，环形电路，乘法器。 副波道干扰（寄生通道干扰）外来干扰信号和本振信号产生的无用组合频率分量满足：通常这类干扰称为寄生通道干扰（副波道干扰）。式（6-4-7）可分解为4种频率组合（如（6-4-5）所示）受限于，式（6-4-7）可改写为：将二式合并，能形成寄生通道干扰的输入干扰信号的频率为：凡是能满

7、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 (a) 中频干扰，表明当接近中频的干扰信号一旦进入混频器，如果接收机输入回路选择性不好，该信号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： (i)提高混频器前级输入回路的选择性，增强对中频信号的控制或设置中频陷波器。(ii)合理选择中频频率，使中频位于工作频段之外。如AM广播，中频465kHz；接收频段535k1605k，将中频置于所接收的频带之外。(b) 镜频干扰“镜像干扰”是寄生通道干扰中最为严重的干扰。从频谱上看，有用信号与干扰信号分别位于本振二侧，且互为镜像，故称为镜频干扰

8、。抑制镜像干扰的方法消除镜像干扰的唯一办法是不让它进入混频器，这要靠RF-Filter滤除镜像干扰，滤除效果取决于Q值。(i)提高混频器前端电路的选择性，提高中频。高中频的方式对抑制镜像干扰是非常有利的。（通过混频器前的带通滤波器将滤除，越大，越易于被滤除。）举例1：当收音机接收频率为580kHZ信号时，还有一个1510kHz的信号也作用在混频器的输入端。1510kHz的信号将以镜像干扰的形式进入中放。例2：中央台第一套节目的载波为, 那么收音机在接收此节目时的本振频率，如果有一外来电台的频率，在混频级之前没有被抑制，则这个电台进入混频器后，混频可得的中频将被选出进入后级输出而形成镜像干扰。

9、抑制镜像干扰的方法： a) 提高混频前级的选择性 b) 提高中频频率，使镜像干扰频率远离，以便在混频器前级的输入回路中将其滤除。 思考题88-108MHz,第一中频10.7 MHz，第二中频455 KHz。问题：最容易产生镜频干扰的是哪个频率，是否会产生镜频干扰？如果第一中频直接设为455 KHz，调频接收机会出现什么干扰？交叉调制干扰（交调干扰）和互调干扰 交调干扰和互调干扰不仅会在混频器中产生，也会在高频和中频放大器中产生。(i) 交调干扰有用信号与干扰信号混频产生的干扰。 有用信号与干扰信号一起作用于混频器时，由于混频器的非线性作用，将干扰信号的调制转移到有用信号的载频上，然后再与本振混

10、频，得到中频信号从而形成干扰。也就是说：将干扰信号的包络交叉转移到输出中频信号上去的一种非线性失真。交调干扰的二个特点：课本P142(a)有用信号消失，即，则交调干扰消失，即交调干扰与有用信号并存。它是通过有用信号起作用的。(b)干扰信号与有用信号（载频）的频率无关，任何频率的强干扰都可能形成交调干扰，但与相差越大，受混频前端电路的抑制就越强，形成的干扰就越弱。所以能产生交调干扰的都接近于(ii)互调干扰 课本P195如混频器输入端除有用信号电压、本振电压外，还存在两个干扰电压，它们的频率分别为和。在混频器中混频，当产生的组合频率±rfn1±sfn2等于或接近于有用信号频率fc时，由于混频器的非线性产生的组合频率分量落在中频通道内而形成的干扰，这种干扰称为互调干扰。 三阶互调干扰影响最为严重。三阶互调干扰： 互调干扰的表现：干扰的形成与有用信号无关。注意：组合频率干扰（干扰哨声），副波道干扰是