三极管混频器课程设计

PAGEPAGE22通信电子线路课程设计说明书三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电子信息工程班级：完成时间：2010年12月20日摘要混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路，又如电视差转机收发频道的转换，卫星通讯中上行、下行频率的变换等，都必须采用混频器。由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中，实现信号频谱的搬移。混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把次中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。因此，做有关混频电路的课题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了LC谐振回路以及RC二阶有源滤波器，以实现对干扰信号的有效抑制。关键词：混频器；超外差接收机；有源滤波器 ABSTRACTThemixerincommunicationengineeringandradiotechnology,arewidelyusedinthemodulationsystem,theinputofbasebandsignalarethroughfrequencyconversionbecomealreadytuningfrequencysignal.Intheprocess,receivingdemodulationalreadytuningfrequencysignalalsoshouldpassfrequencyconversion,becomethecorrespondingmid-frequencysignal.Especiallyinspecializedsuperheterodynereceiversoftype,mixersaremorewidelyapplication,suchaskfi-amradioreceiverwillbealreadyamplitudemodulatedsignal535KHZ-a1605KHZtobecome465KHZmid-frequencysignal,fortelevisionreceiverwillhavea870M4.85Mtoneofimagesignaltobecome38MHZofintermediatefrequencyimagesignal.peoplearealwayslookingforfastwaytocommunicateoverdistance,totransferortoexchangeinformation.Modernlongdistancecommunicationtechnologywasinventedinmidof18thcenturythankstotheinventionofradiotechnology.Sincethen,thistechnologywaswelldevelopedandmanynewmethodscameout.FromMorsecodetosatellite,moderncommunicationisplayingmoreandmoreimportantrole.Asakeypartofradiotechnology–mixing,e.g.transistormixer,diodemixerandFETmixer,etc.arebroadlyusedindifferentsystem，toshiftfrequency. Thefigurehereafterillustratedthebasiccomponentsofacommunicationsystem.Therearekindsofcommunicationtechnology;theyarenotgoingtobeintroducedhereonebyone.HowevermostofthetransmittersandreceiversaremadebyRFsystem.Thetopicofthisdocumentistodesignandsimulateakeyunitcircuitofwirelesscommunicationsystemmixer.Mixingtechnologyisveryuseful;normallytheyareappliedbythefrontendofreceiver.Theyareusedbysuperheterodynereceiver,frequencysynthesizer,microwaverepeaterandinstruments.Therefore,thiskindofdesignpracticecangreatlyhelptounderstandRFknowledgewell.Furthermore,asauxiliarycircuit,LCnetworkandRCactivefilterareappliedtothisdesign,toeffectivelyeliminateinterference.KEYWORDSmixers；specializedsuperheterodynereceivers；sctivefilter目 录TOC\o"1-3"\h\z摘要 1第一章系统分析 41.1设计课题任务 41.2课题基本原理 41.3混频电路的分类 51.4混频电路的实际应用 6第二章软件介绍 72.1工具的选择——Multisim10简介 72.2Multisim10的特点 7第三章设计课题的仿真分析晶体管混频器虚拟实现 83.1设计课题的参数选择 83.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 103.3设计课题的调试 15第四章结论 18致谢 19参考文献 20附录 21HYPERLINK3.1设计课题的参数选择晶体管的原理电路如图所示，图中，本振电压和信号电压都加在晶体管的基极与发射极之间，在混频过程中，跨导随本振电压做周期变换，混频管可看成线性参变组件。当高频信号通过线性参变组件时，便产生各种频率分量，达到变频目的。图3.1晶体管原理电路晶体管混频器的电路有多种形式。一般按照晶体管组态和本地振荡电压注入点的不同有图4所示的四种基本电路。图中（a）和（b）为共发混频电路。图（a）信号电压由基极输入，本振电压也由基极注入。图（b）表示信号电压由基极输入，本振电压由发射极注入。图（c）和（d）为共基混频电路。图（c）和（d）为共基混频电路。图（c）表示信号电压由发射极输入，本振电压也由发射极注入。图（d）表示信号电压由发射极输入，本振电压由基极注入。这四种电路组态各有其优缺点。图3.2晶体管混频器的电路4种形式图（a）电路对振荡电压来说是共发电路，输入阻抗较大，因此用做混频时，本地振荡电路比较容易起振，需要的本振注入功率也较小。这是它的优点。但是因为信号输入电路与振荡电路相互影响较大（直接耦合），可能产生牵引现象。这是它的缺点。当ωs与ω0的相对频差不大时，牵引现象比较严重，不宜采用此种电路。图（b）电路的输入信号与本振电压分别从基极输入和发射极注入，因此，相互干扰产生牵引现象的可能性小。同时，对于本振电压来说是共基电路，其输入阻抗较小，不易过激励，因此振荡波形好，失真小。这是它的优点。但需要较大的本振注入功率；不过通常所须功率也只有几十mW，本振电路是完全可以供给的。因此，这种电路应用较多。图（c）和（d）两种电路都是共基混频电路。在较低的频率工作时，变频增益低，输入阻抗也较低，因此在频率较低时一般都不采用。但在较高的频率工作时（几十MHz），因为共基电路的比共发电路的要大很多，所以变频增益较大。因此在较高频率工作时也有采用这种电路的。3.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果综上所述，图3.2（b）比较适合本设计，电路的输入信号与本振电压分别从基极输入和发射极注入本课程设计晶体三极管混频器实验电路如图图3.3晶体三极管混频器实验电路该电路主要由Q1和6.5MHz选频回路组成。混频信号V1，V2分别由基极和发射级输入。通过改变电阻R4的值来改变混频器晶体工作点，使其工作在合适的非线性区域，同时也可以用来调节混频增益。图3.3晶体管工作点调节电路不合适的工作点将导致输出信号不稳定，甚至不能工作。下面图3.4,图3.5，图3.6，是R4在不同值时系统的输出信号波（V1,V2电压为1V）图3.4未接入R4时的输出信号波形 图3.5当R4等于80k时的输出信号波形图3.6当R4等于100k时的输出信号波形输入信号频率fs=10MHz,本振频率f0=16.455MHz，其选频回路选出差拍的中频信号fi=465.168kHz。当选频回路的参数不合适时，输出信号会被严重衰减和失真。如图所示当R4等于80k时获得最佳波形。输出频率经测量得到频率为465.168kHz，与预期的465kHz一致，略有些误差。下面看一下输入信号V1,V2在不同电压下及电压相同电压值不同时的（电阻R4等于80K并保持不变）系统输出的信号波形。当保持V1为500mV时，通过改变V2电压看输出波形表一：V2电压50mV100mV300mV500mvV1.0V1.5V2.0V2.5V3.0V输出波形情况失真失真不失真不失真不失真失真失真失真失真当保持V2为500mV时，通过改变V2电压看输出波形表二：V1电压50mV100mV300mV500mvV1.0V1.5V2.0V2.5V3.0V输出波形情况失真失真失真不失真不失真不失真不失真不失真失真3.3设计课题的调试混频器的各种非线性干扰是很重要的问题，并且在讨论各种混频器时，把非线性产物的多少，作为衡量混频器质量的标准之一非线性干扰中很重要的一类就是组合频率干扰和副道波干扰。这类干扰是混频器特有的。还有一些其他的干扰，比如交调互调，阻塞干扰等。干扰的解决办法：1：选择合适的中频。如果将中频选在接收信号频段之外,可以避免中频干扰和最强的干扰哨声2：提高混频电路之前选频网络的选择性,减少进入混频电路的外来干扰,这样可减小交调干扰和互调干扰。对于镜频可采用陷波电路将它滤掉。3：采用具有平方律特性的场效应管、模拟乘法器或利用平衡抵消原理组成的平衡混频电路或环形混频电路,可以大大减少无用组合频率分量的数目,尤其是靠近有用频谱的无用组合频率分量,从而降低了各种组合频率干扰产生的可能性。在本课程设计中，高频干扰由LC谐振网络及RC有源滤波器共同完成，故效果较好。滤波器由RC网络和运放组成，具有高输入阻抗低输出阻抗的特点，具有缓冲作用。在设计过程中取f0为6.455MHz,通带增益1，带宽500kHz.根据公式：取，则：……………3.1………………3.2………3.3…………3.4由于本实验的目的是演练二阶有源滤波器的设计，电路中采用理想元件。实际电路中采用了精密可调元件代替。图3.13RC有源二阶滤波经仿真，该带通滤波器的幅频特性如下：图3.14带通滤波器的幅频特性下面的两个输出波形可以生动展示该RC有源二阶滤波器在本混频系统中的作用。图3.15滤波前后波形对比左边为经过RC有源二阶滤波器的输出信号波形，每个周期的信号幅值较为一致。而右变未经过RC有源二阶滤波器的输出信号每个周期的信号幅值显然有起伏。这说明有部分残留的干扰信号被该带通滤波器有效地抑制了。接待测网络的输出。关键点是必须在网络的输入端在并接一个函数信号发生器。第四章结论这次课程设计我们按照课程设计上的程序以及导师指导下一步一步完成，先复习混频电路的原理，然后选择电路，计算关键元件的值，学习Multisim的使用，最后连线调试出预期的混频和滤波效果,然后做出实际电路。在做开题报告时我对混频的认识只限于基本原理和理论在通信接受机中，混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频（中频）的高频已调波信号。调幅信号频谱宽度不变，包络形状不变。正式开始设计后，在对电路的实现中，我先学习了Multisim软件的使用，这个虚拟电子实验室可以仿真各种电路。应用过程中我发现这个软件确实功能强大，操作简单，可以免去直接用硬件做实验带来的各种麻烦。而且这个软件是英文版的，使我的专业英语的词汇量大大增加。同时对设计格式的严格要求，也让我掌握了WORD的一些高级编辑技巧。在搭设实际电路的过程中，我对混频电路有了进一步的认识，将理论知识加入实际设计当中去，更加加深了我对理论知识的理解和认识。在设计过程中曾遇到高频干扰，输出波形失真相当严重，经过老师和同学的帮助，通过加入各种滤波电路，失真现象有了明显的改善，最终得到比较理想的结果。同时也演练了LC滤波器和RC有源二阶滤波器的设计及参数计算。几个月的课程设计中遇到过各种困难，有学习软件时的困难，有调试时的学术问题。在导师和同学的帮助下，终于克服了困难。从中我学习到遇到问题时怎么分析问题，解决问题，如何分清主次。课程设计使我获益良多，它将很好地衔接理论与实际的工作实践。致谢设计终于能上句号，首先要感谢谢我的指导老师张松华老师，她不仅在学术上予以指导，制定课程设计课题，并且给予我极大的鼓励和支持，使我能一直有坚定的信心和饱满的热情来完成我的设计。在设计过程中遇到很多问题贾老师总是引导我去寻找引发问题的的原因并提出解决的问题额方法。还要感谢所有帮助过的同学。因为有了他们的帮助，我才能更好的完成任务。在此，祝老师工作顺利，身体健康，家庭幸福。祝同学们学业有成，心想事成。参考文献［1］曹才开.《高频电子线路原理与实践》.2010年6月.第1版.中南大学出版社

［2］黄智伟.《基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析》.2004年7月，第1版.电子工业出版社［3］曹才开.《高频电子线路原理与实践》.中南大学出版社.2010年

［4］阎石.《数字电子技术》.第四版.高等教育出版社.2009年

［5］谢自美.《电子线路设计与实验测试》.第二版.华中科技大学.2010年

［6］康华光.《电子技术基础模拟部分》.第五版.华中科技大学出版社.2005.7

［7］曹才开.《电路分析基础》.第四版.北京.清华大学出版社.2009附录元件清单1三极管BCV721个2滑动变阻器电阻10k1个3电阻8k1个4电阻2k1个5电阻80K1个6电容器33pF3个7电容器10nF4个8电容器1nF2个9电容器10uf2个10电感470uh2个11电感100uh2个12电感10uh1个基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现基于单片机的公寓用电智能管理系统设计基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究单片机实现的寻呼机编码器单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究超精密机床床身隔振的单片机主动控制PIC单片机在空调中的应用单片机控制力矩加载控制系统的研究项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！目录第一章总论11、项目名称及承办单位12、编制依据43、编制原则54、项目概况65、结论6第二章项目提出的背景及必要性81、项目提出的背景82、项目建设的必要性9第三章项目性质及建设规模131、项目性质132、建设规模13第四章项目建设地点及建设条件171、项目建设地点172、项目建设条件17第五章项目建设方案251、建设原则252、建设内容253、工程项目实施33第六章节水与节能措施371、节水措施372、节能措施38第七章环境影响评价391、项目所在地环境现状392、项目建设和生产对环境的影响分析393、环境保护措施……404、环境影响评价结论……………..……………42第八章劳动安全保护与消防441、危害因素和危害程度442、安全措施方案443、消防设施…………...45第九章组织机构与人力资源配置461、组织机构462、组织机构图46第十章项目实施进度481、建设工期482、项目实施进度安排483、项目实施进度表48第十一章投资估算及资金筹措491、投资估算依据492、建设投资估算49目录第一章总论 11.1项目提要 11.2结论与建议 31.3编制依据 4第二章项目建设背景与必要性 52.1项目背景 52.2项目建设必要性 7第三章市场与需求预测 83.1优质粮食供求形势分析 83.2本区域市场需求预测 83.3服务功能 103.4市场竞争力和市场风险预测与对策 10第四章项目承担单位情况 124.1基本情况 124.2主要业务范围和业务能力 124.3人员构成 124.4主要技术成果获奖情况及转化能力 134.5现有基础和技术条件 154.6资产与财务状况 164.7项目技术协作单位情况 16第五章建设规模与产品方案 175.1建设规模确定的原则和依据 175.2建设规模及服务种类 18第六章项目选址与建设条件 196.1项目选址原则与要求 196.2项目建设用地情况 196.3项目用地位置 206.4自然与资源条件 206.5水资源优势 216.6社会经济条件 22HYPERLINK\l"