通信电子电路第7章

第七章混频第一节概述第二节晶体管混频器第三节场效应管混频器第四节混频器的干扰〔一〕混频——将一个已调高频信号变成较低频率的同类已调信号〔称中频信号〕。

应该指出：混频后，调制类型〔AM、FM〕、调制参数〔m、Ω、ΔΩ〕、频谱构造均不变，只改动载频〔不含信息〕。所以混频过程本质是频谱搬家过程。如第一节概述AM：混频后FM：混频后其中，〔二〕、混频的作用:1、将输入fs可变的多路高频AM波变为一固定中频的AM波，便于后级放大处置如:fs=639kHz~1605kHzfI=465kHz

2、只需一个双连电容调整频率〔本振、接纳频率同调〕而无需多级统调。3、可较好地处理Av高、B适宜、K0.1↓的矛盾。因用一个固定中频，所以灵敏度高4、中频信号频率fI、本振信号频率f0、外接目的信号频率fs各不一样，不易自激，放大器任务稳定。第一节概述三、变频器的组成和原理:1、变频器的组成〔三部分〕如图第一节概述变频器非线性器件滤波器本振多fUofo混频器fI=f0-fs例：中波段收音机fs=535kHz~1605kHz，接纳机中频fI=465kHz那么本振频率f0=535+465~1605+465=1000kHz~2070kHz本振的频率覆盖系数：K=2070/1000=2.07fs2、分类:1、晶体三极管混频器 它有一定混频增益2、场效应管混频器 高频互调干扰小3、平衡混频器 动态范围大，组合f干扰少环形混频器动态范围大，组合f干扰少4、集成混频器 组合f干扰少，有一定混频增益

据所用非线性器件分为：第一节概述四、混频器质量目的:1、混频增益Auc:定义：Auc=输出中频电压振幅/输入高频电压振幅=Ui/Us它大，有利于提高灵敏度，但Auc↑非线性干扰↑。

2、选择性希望k0.1→13、非线性干扰混频的同时,还会在中频附近产生许多非线性干扰.如组合f干扰、交调干扰……要求混频器件最好任务在曲线的平方项区域，以抑制各种干扰。4、混频噪声混频器处于接纳机前端，它的噪声大小会影响整机的噪声目的。第一节概述uIuSuoL1L2C1C2ISEbEc第二节晶体管混频器一、任务原理:设电路如图：∵uo是o的周期函数,所以Ic(t)和gm(t)也是o的周期函数。∴可用付氏级数展开当LC回路选出有用的中频电流成分其中第二节晶体管混频器它阐明：混频后，只是改动了接纳频率、包络外形未改动(∵II∝Us)令gm1/2=gc=II/Us称为混频跨导，显然gc↑，混频增益越高。gc的大小同正向传输特性、uc、Eb有关，与Us无关gm与gc的比较一样点：①当器件、任务点选定，gm与gc也都一 定，均与Us无关；②任务在线性区(Us较小)

不同点:

〔同频率〕

〔不同频率〕

第二节晶体管混频器二、晶体三极管混频器的实践电路:1、电路组态常用的有CE混频电路和CB混频电路两种组态，它是由Us所在位置决议的。如图:

第二节晶体管混频器CECBuSuSCE混频电路的优点：混频增益高CB混频电路的优点：任务频率高

第二节晶体管混频器us和uo分加在不同极上是为了减小两信号间的干扰，使电路任务稳定。假设两者都加在同一极上也并非绝对不可，例如(a)中的uo移到基极，虽然这样可减轻本振负载，使其容易起振。但两者相互影响，能够会产生频率牵引景象，致使电路不能正常任务。

2．实践电路:1、见P图7-8收音机混频电路组态：典型CE电路uo经L6耦合到混频管的E极，由天线接纳的信号电压经L2耦合，再经L2、C2选频，再经L3耦合加至混频管B极，L4、C2从多频中选出fI，混频后的中频信号经L5耦合输出给中放。

第二节晶体管混频器2、见P图7-9电视机混频电路组态：CE组态由高放输入的目的信号经双调谐回路加至混频管基极，uo经耦合电容C1也加至B极，混频后经双调谐回路输出。双调谐回路的目的在于:在添加B的同时减小K0.1，R的作用在于降低初级回路的Q值，满足宽B的要求。

当JFET任务在恒流区时，其转移特性为平方率关系

第三节场效应管混频器∴它不会产生高于二次的谐波。∴场效应管混频器非线性失真较晶体管混频器小。此外，它还有噪声电平低、动态范围宽等优点，它在短波、超短波接纳机中运用广泛。

一．JFET混频器:电路如图UsCLUIUoED第三节场效应管混频器将其代入：得到显见II∞Us(∵IDSS、Up定值，Uo定值)。实现了线性混频由混频跨导定义有：∴经LC回路选出ωI=(ωo-ωs)分量,有第三节场效应管混频器讨论：1、混频跨导gc与Us无关∴混频特性是线性的。2、适当提高Uo可提高gc，但不能太大，否那么场效应管将进入截止区和正栅压区，呵斥失真。普通选EG=Up/2，Uo=|Up/2|。此时∴最大混频跨导gcmax为任务点跨导gmo的一半3、混频器简化等效电路如图:

UsgcUsrdsRLUI由等效电路可得混频增益

第三节场效应管混频器例7-1：一FET混频器RL=800ΩIDSS=400mA在uGS=0时，gm=14×10-3S.求Auc。∴uGS=0，gm=14×10-3S代入上式，解得解：∴假设Uo=|Up|/2二、MOSFET混频器第三节场效应管混频器MOSFET混频器的电路和任务原理与JFET混频器根本一样，不再赘述。它与JFET混频器相比，具有更高的Auc(∵MOS管的gm>JFET的gm)集成混频器：1、其框图如图usuouII2、详细实现电路见P图7-10混频器由于采用非线性器件∴存在非线性失真与干扰问题。实践上，除了有用信号us和本振信号uo以外，混频级还存在以下一些干扰：①干扰与干扰；②干扰与本振信号；③干扰与目的信号；④目的信号us和本振信号uo。第四节混频器的干扰①哨叫，影响通讯质量；②有用信号被淹没，无法接纳。它们经混频后→中放→检波，呵斥的后果：一、目的信号和本振信号产生的组合频率干扰由前述分析，ic中除含有fo和fs以外，还包括直流分量及其它组合频率分量，如fo±fs，2fo±fs，fo±2fs……把它表示成一个通式fd=±pf0±qfs第四节混频器的干扰虽然混频器输出接有LC回路并调谐在fI，但由于它具有一个通带，∴pf0-qfs、–pf0+qfs组合频率还能够落在通带以内(即：fI-f0.7≤pf0-qfs≤fI+f0.7或fI-f0.7≤qfs-pf0≤fI+f0.7)此时,就会构成干扰产生哨叫.P、q是正整数，代表谐波次数.当p=q=1时，正是我们所需的中频分量fI=f0-fsp.q越大，干扰电压越小，∴只需p.q较小时的组合干扰电压较大，产生明显的干扰哨叫.将上两式合并〔取等号〕有第四节混频器的干扰上式阐明，当输入信号频率等于或近似等于fI的整数倍时，就有能够产生哨叫。接纳系统只需对落在其频段内的fs才能够产生哨叫，其中p=0、q=1时，即fs=fI时，干扰哨叫最强，为防止最强的哨叫,应将中频选在接纳频段以外。如收音机535~1605KHZ，特选fI=465KHZ(∵fI>>f0.7)例如fs=931KHZ，fI=465KHZ，f0=6KHZ。当p=1q=2时组合f分量的频率∶fd=2fs-f0=466KHZfI与中频fI相差1kHz，这很难滤除。呵斥干扰缘由：fs=2fI处理方法：防止fs等于fI的整数或近似整数倍第四节混频器的干扰二、外来干扰信号和本振信号产生的组合频率干扰——又称副波道干扰。第四节混频器的干扰设干扰信号为fn，当fn作用于混频器输入时，假设干扰fn和本振fo构成的组合频率满足下式：Pfo-qfn=fIqfn=pfp-fIPfo+qfn=fIqfn=pfo+fI可将两式归并为干扰信号fn会经过中放呵斥干扰。所以，由上式〔1〕假设知fs和fI，可求出干扰信号的频率；〔2〕假设知干扰信号fn，也可由该式求知它会影响那些接纳频率。这类干扰中，主要有以下几种干扰。第四节混频器的干扰1、中频干扰：P=0q=1时fn=fI缘由：混频器选择性不好，fn漏入混频级，fn被放大，构成较强干扰。抑制方法：①提高混频器前级选择性②前级添加中频陷波器第四节混频器的干扰2、镜像干拢：q=p=1,fn=fo+fI=fs+2fIfn、fs对称于fo，有镜像关系。例：fs=639kHzfI=465kHzfo=639+465=1104kHz假设fn=639+2×465=1569kHz，那么fn-fo=1569-1104=465kHz，构成干扰。处理方法：①提高前级选择性，滤除fn；②提高fI，fI越高，fn离信号频率fs越远，越易滤除。3、组合波道干扰：P＞1q＞1，如P=2q=2那么fn=fo±1/2fI由于它距目的信号频率fo较近，假设选择性不好，难以滤除，进入中频也会构成干扰。抑制方法：提高前级选择性。第四节混频器的干扰三、交调干扰原因：当混频器前级选择性不好时，使干扰信号fn和目的信号fs同时进入混频电路，它们与本振一同，经过非线性频率变换，三种信号交叉调制，产生新的交调干扰景象：当接纳机调谐于有用信号fs时，同时听到干扰fn，但干扰随fs消逝而消逝。处理方法：①提高高放前级输入回路与混频级前各级电路 选择性 ②适中选择最高的任务点电流，使之任务在三次方最小区域。 ③采用平衡电路抵消高次谐波。第四节混频器的干扰四、互调干扰原因：两个干扰信号同时加至接纳机高放输入端或混频输入端，由于管子非线性，相互混频，混频后ff1，〔它不是fo、fs产生的〕构成干扰。处理方法：①选择适宜的任务点。②提高前级选择性。③采用平衡电路，提高抗干扰性能第五节变频器假设混频电路中的晶体管除完成混频外，本身还构成产生本振信号的自激振荡器，这种电路称作变频电路。详细电路见P211图6—60，它是中波调幅收音机中的变频电路。电路中，混频、本振均由同一个管子完成，R1~R3构成偏