南理工高频电子线路实验

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u和本地振荡S信号u，输出信号为u，称为中频信号，其频率是f和f的差频或和频，称LICL为中频f,f二f+f（同时也可采用谐波的差频或和频）。由此可见，混频器IILC在频域上起着减（加）法器的作用。混频器的输入信号uSL混频器的输入信号uSL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u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S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u和本振电压u分别为SLu=UcosQtcoswtSSCu=UcoswtLLL这两个信号的乘积为uu=UUcosQtcoswtcoswtSLsL cL1=UUcosQt[cos(w+w)t+cos(w-w)t]2sL Lc Lc

若中频f二f-f，经带通滤波器取出所需边带，可得中频电压为ILcu=UcosQtcoswtIII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。8.2V12R153.3K13R163.3K--R171kJ98.2V12R153.3K13R163.3K--R171kJ9MC1496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。R(820Q)、R(820Q)组成平衡电路，F为4.5MHz选频回12132路。本实验中输入信号频率为f=4.2MHz，本振频率f=8.7MHz。SL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u和本振电压u夕卜，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之SL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f二8.7MHZ（幅度ULp_p=300mV左右）的本振信号从J8处输入（本振输入处）。f=4.19MHZ（幅度USp_p=lOOmV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Uj的幅值，并填入下表。Uspp（mV）5080100Uip-p（mV）507290（3）改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压山的幅值，并填入下表ULp-p（mV）200300400500Uip-p（mV）828484884）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