通信电子线路 课件 第7章 变频器

第7章变频器7.1概述将已调波的载波频率变换为固定的中频载波频率，而保持其调制规律不变超外差式广播接收机将载波频率位于535~1605kHz中波频段的各电台普通调幅信号变换成465kHz的中频信号载波频率位于88~108MHz的各短波调频电台信号变换成中频为10.7MHz的调频信号电视接收机把载波频率位于49.75~216.25MHz的各电视台图像信号（VSB信号）变换成中频为38MHz的图像信号将载波频率位于56.25~222.75MHz的电视伴音信号（FM信号）变换成中频为31.5MHz的调频信号2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师2变（混）频器：把已调高频信号变换成另一个频率的同类已调信号的电路采用变频器后接收机的性能可以得到很大的提高在中频上放大信号放大器的增益可以做得很高而不自激，电路工作稳定。经中频放大后，输入到检波器的信号可以达到伏特数量级，有助于提高接收机的灵敏度接收的已调信号频率通常是变化的，而中频是固定的，变频器可以使接收机的电路结构简化要求接收机在很宽的频率范围内有良好的选择性有一定的困难，而对于固定频率的中频，选择性可以做得很好。7.1概述2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师37.1概述超外差式接收机的重要组成部分将载波频率为fc的已调信号vs(t)不失真地变换为载波频率为fI的已调信号vI(t)fI为接收机的中频。vL(t)=VLmcos2πfLt是由本地振荡器产生的本振电压2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师47.1概述由非线性器件、本地振荡器和中频滤波器三部分组成非线性器件可以是晶体二极管、晶体三极管、场效应管和模拟乘法器等中频滤波器取出变换到中频后的已调信号当本地振荡信号由完成变频作用的非线性器件产生，没有单独的本地振荡电路时，称为自激式变频器若由单独的本地振荡电路产生振荡信号，则称他激式变频器，或称为混频器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师57.1概述自激式变频器实现简单，但统调困难电路工作状态难以同时兼顾振荡和变频同时处于最佳状态一般工作频率较高的接收机都采用他激式变频器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师6或者中频fI与本地振荡频率fL和已调波的载波频率fc之间的关系为称fI高于fc的变频为上变频，称fI低于fc的变频为下变频。调幅广播收音机一般采用下变频（中频规定为465kHz）。变频电路和振幅调制和解调电路一样，也是频谱搬移电路。它的输入信号、参考信号以及滤波器的类型与振幅调制和解调电路不同。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师77.1概述7.1概述2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师8表7.1.1不同类型频谱搬移电路的特性7.2变频器的基本原理2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师97.2.1变频原理的数学分析

非线性器件上同时作用着振荡信号电压vL(t)=VLmcosωLt和输入信号电压vs(t)=Vsmcosωct，生成电流为取其前三项，有非线性器件的伏安特性包含有平方项在vs(t)、vL(t)同时作用下，电流产生了新的频率成分差频分量ωs-ωL、和频分量ωs+ωL和谐波分量2ωs和2ωL通过中频滤波器将所需的差频ωs-ωL分量即中频ωI分量取出，而将其他频率分量滤除2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师10与Vsm成正比当vs是调幅波时，输出中频电流

的振幅与Vsm成正比，按同样的调制规律而变化7.2.2电路组成与频谱搬移作用一边搬到ωL+ωc上，构成载波角频率为ωL+ωc的调幅信号（上变频）另一边搬到ωL-ωc上，构成载波角频率为ωL-ωc的调幅信号（下变频）若令ωI=ωL-ωc

前：无用的寄生分量，后：中频分量用调谐在ωI上的带通滤波器取出中频分量，抑制寄生分量带通滤波器的频带宽度应大于或等于输入调幅信号的频带宽度2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师11输入信号：vs(t)=[Vsm0+kavΩ(t)]cosωc参考信号：vL(t)=VLmcosωLt当fL>fc时，vs(t)的频谱被不失真地搬移到本振角频率ωL的两边实现：乘法器和带通滤波器7.2.2电路组成与频谱搬移作用高频已调信号的上、下边带（频）搬移到中频位置后，分别成了下、上边带（频）2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师127.2.3变频器的主要技术指标在通信接收机中，对变频器提出的要求主要有变频增益/变频损耗、噪声系数、1dB压缩电平、变频失真和隔离度等。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师131.变频增益有电压增益和功率增益晶体三极管电路：指变频器输出的中频信号电压振幅VIm（或功率PI）对输入信号电压振幅Vsm（或功率Ps）的比值，用分贝数表示，即7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师141.变频增益二极管变频器：不具备变频增益变频损耗定义为在最大功率传输条件下，输入信号功率Ps对输出中频功率PI的比值，用分贝数表示为分贝数越大，变频损耗越大，变频器将输入信号变换为输出中频信号的能力就越差7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师152.噪声系数指输入信号噪声功率比与输出中频信号噪声功率比的比值。噪声系数的讨论见第10章。接收机的噪声系数主要取决于它的前端电路，在没有高频放大器的情况下，则主要由变频电路决定。降低变频器的噪声，对减小接收机的噪声系数十分重要。7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师163.1dB压缩电平输入信号功率较小变频器增益为定值输出中频功率随输入信号功率线性地增大输入信号功率增长到一定数值后

器件非线性使输出中频功率增大趋于缓慢1dB压缩电平：比线性增长低于1dB时所对应的输出中频功率，用PI1dB表示Ps和PI的大小均用dBm表示P(dBm)=10lgP(mW)变频器动态范围上限电平：PI1dB下限电平：由噪声系数确定的最小输入信号功率7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师174.变频失真器件的非线性导致变频器的输出电流中将包含众多组合频率分量除了有用输入信号产生的中频分量外，还可能有某些组合频率分量十分靠近中频，输出中频滤波器无法将它们滤除。这些寄生分量叠加在有用中频信号上，引起干扰（或失真）。通常将这些干扰统称为变频干扰或变频失真，它将严重影响通信质量。7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师185.选择性要使变频器输出只含有所需的中频fI信号，而对其他频率的干扰信号抑制，就要求输出回路具有良好的选择性，可采用Q值高的选频网络或滤波器。7.2.3变频器的主要技术指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师196.隔离度理论上，变频器各端口之间是隔离的，任一端口上的功率不会到达其他端口。实际上，由于各种原因，总有极少量功率在各端口之间窜通。隔离度是一个评价这种窜通大小的性能指标。定义为本端口功率与其窜通到另一端口的功率之比，并用分贝数表示。在接收机中，本振端口功率向输入信号端口的窜通危害最大。一般情况下，为保证变频性能，加在本振端口的本振功率都比较大，当它窜通到输入信号端口时，就会通过输入信号回路加到天线上，产生本振功率的反向辐射，严重干扰邻近接收机。7.3超外差式接收机的统调与

跟踪2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师20在超外差式接收机中，为了调谐方便，希望高频调谐回路（输入回路、高频放大回路）与本振回路实现统一调谐即在每个波段中从最低频率到最高频率的调谐由同轴可变电容进行，而改变波段则采用改变固定电感的方法。高频调谐回路和本振回路的波段系数Kd不同。例如，中波波段的最低频率fmin=535kHz，最高频率为fmax=1605kHz，则波段覆盖系数为7.3超外差式接收机的统调与

跟踪2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师21当中频选用465kHz时，若用容量相同的可变电容则调整电容时，本振频段从最低频率fLmin=(535+465)kHz=1000kHz变化到最高频率fLmax=3×fLmin=3000kHz而调谐回路要求的最高频率应为(1605+465)kHz=2070kHz这说明除最低频率fLmin满足中频465kHz的要求外，在频段的其他频率处中频均不是465kHz，也就是只有一点跟踪。7.3超外差式接收机的统调与

跟踪2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师22用电容与频率关系说明这种情况。实线①为满足波段覆盖系数Kd=3时，所采用的电容变化与波段频率的关系。θ=0º时电容最大，调谐于最低频率fmin（535kHz）θ=180º时电容最小，调谐于最高频率fmax（1605kHz）虚线②表示要求的电容与本振频率fL的关系虚线②平行于实线①且间隔均为465kHz实线③表示采用容量相同的可变电容时，由电容变化所得到的本振频率fL的变化（1000kHz~3000kHz）。7.3超外差式接收机的统调与

跟踪2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师23这种方法是在中间频率处A（例如信号频率为1000kHz，本振频率为1465kHz）满足差频465kHz要求。过A点做线③的平行线，可知，此时在最低和最高频率处差频（中频）分别低于和高于465kHz。设法将低端的本振频率提高，使得低端有一点（B点）的差频为465kHz。同样，将高端的本振频率降低，使得高端有一点（C点）的差频为465kHz。这时实线③变成S形实线④，本振频率与波段频率的差频在三点上完全符合要求，这称为三点统调。7.3超外差式接收机的统调与

跟踪2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师24为了满足三点统调，在本振回路必须附加电容在本振波段中间一点要求的本振频率，可以由可变电容中间位置的值（考虑Cp和Ct的作用）和电感L确定。在本振频率高端，C=Cmin，由于Ct与Cmin相近，使总的电容增大，本振频率fL减低。在本振频率低端，C=Cmax，Ct的并联作用可忽略。串联Cp后，使总的电容减小，因此本振频率fL提高就达到了三点统调的目的。本振回路附加串联电容Cp，称为垫整电容，其容量较大，与Cmax的容量相近还附加并联电容Ct，称为垫补电容，其容量较小，与Cmin的容量相近。7.4变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师257.4.1二极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师26在高质量的通信设备中，通常使用二极管平衡变频器和环形变频器。二极管变频器优点：噪声低、电路结构简单、组合频率分量少采用肖特基表面势垒二极管，工作频率可高达微波频段缺点是变频增益小于17.4.1二极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师271.二极管平衡变频器I端加本振信号：v1=vL(t)=VLmcosωLtR端加输入信号：v2=vs(t)=Vsmcosωct若输出端接中频滤波器（取差频），则输出中频电压v1为通过二极管平衡变频器得到了中频信号，实现了频谱搬移。中频：ωI=ωL-ωcVLm>>Vsm7.4.1二极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师282.二极管环形变频器I端加本振信号：v1=vL(t)=VLmcosωLtR端加输入信号：v2=vs(t)=Vsmcosωct若输出端接中频滤波器（取差频），则输出中频电压v1为输出电压是平衡变频器输出电压的两倍，且减少了电流频谱中的平均分量。若四个二极管特性匹配良好，则输出信号中的载漏能被抑制到一个很低的水平。中频：ωI=ωL-ωcVLm>>Vsm7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师291.电路形式变频器有调幅信号电压vs和本振信号电压vL两个输入信号调幅信号电压vs：晶体管可构成共射和共基两种组态本振信号电压vL：有基极注入和发射极注入两种组态变频器有四种基本形式7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师301.电路形式对输入信号电压而言是共射组态

输入阻抗高、变频增益大对本振电压而言是基极注入

呈现较大输入阻抗，负载较轻，容易起振输入信号电压和本振电压均由基极注入信号回路和本振回路相互影响较大，可能产生频率牵引现象7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师311.电路形式对输入信号电压而言是共射组态

输入阻抗高、变频增益大对本振电压而言是发射极注入（共基组态）

输入阻抗小，使本振的负载较重，不易起振它的信号电压和本振电压加在两个不同电极上，两个电压互相影响小，本振频率受输入信号频率的牵引作用小7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师321.电路形式所示电路对信号电压和本振电压而言均为共基组态输入阻抗小，变频电压增益小当工作频率不高时，变频增益比发射极电路低多用于工作频率较高的情况fα>>fβ，故它们的上限工作频率高不管本振电压如何注入，输入信号和本振信号都是加在晶体三极管基极和发射极之间利用发射结转移特性的非线性实现频率变换由集电极调谐回路完成选频任务7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师332.工作原理L1C1为输入信号回路，调谐在fc上L2C2为输出中频回路，调谐在fI上本振电压vL(t)=VLmcosωLt接在基极回路上VBB是基极静态偏置电压加在发射结上的电压vBE=VBB+vL+vs输入信号vs(t)=Vsmcosωct为小信号，本振信号vL(t)=VLmcosωLt为大信号将VBB+vL作为晶体三极管的等效基极偏置电压，用VBB(t)表示电路工作在线性时变工作状态7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师34晶体管的集电极电流为IC(t)为时变静态电流，g(t)为时变增量跨导。g(t)并可以由傅里叶级数展开为基波分量g1cosωLt与输入信号vs(t)=Vsmcosωct相乘2.工作原理7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师352.工作原理带通滤波器取差频即中频ωI=ωL-ωc时，中频电流为定义变频跨导gc为输出中频电流振幅I1m与输入高频电压振幅Vsm之比为输出中频电流振幅I1m它表明变频器的变频跨导gc等于时变跨导g(t)的傅里叶级数展开式中基波分量振幅g1的一半。7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师36[例7.4.1]

在晶体管变频器中，已知晶体管的静态转移特性为且vL(t)=VLmcosωLt，试求变频跨导。解：由晶体管静态转移特性可得跨导设时变偏压，则时变跨导基波分量振幅。变频跨导为图（a）：晶体三极管转移特性曲线图（b）：跨导特性g(vBE)

即转移特性曲线各点斜率连线在vBE=VBB(t)的作用下，便可以画出g(t)的波形。当VBB一定，VLm由小增大时，gc也相应地由小增大直到g(t)趋近方波时，gc便达到最大值2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师373.变频增益的图解分析7.4.2晶体三极管变频电路晶体三极管变频电路一般均采用分压式偏置电路。VLm增大到一定值后，由于器件的非线性特性，产生自给偏置效应。基极偏置电压将自静态值VBB向截止方向移动，因而相应的gc也就比上述恒定偏置时小。结果使gc随VLm的变化如图中实线所示（虚线是固定偏置时的曲线）。相应于某一VLmopt值，gc和相应的变频增益达到最大。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师383.变频增益的图解分析7.4.2晶体三极管变频电路晶体管变频器工作状态的选取原则是变频功率增益大和噪声系数小。变频器的参数如变频增益、输入电导、输出电导和噪声系数等都随着管子工作状态变化而变化管子的工作状态又由直流偏置和本振电压的幅度决定。变频器的功率增益Apc和噪声系数Fn与本振电压幅度和IE的关系是十分复杂的。一般通过大量的实验找出规律，供实践中参考。

变频器功率增益Apc和噪声系数Fn与VLm、IE以及集电极电源电压VCC关系的一组实验曲线2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师394.工作状态的选取7.4.2晶体三极管变频电路由图（a）可知，本振电压幅度在50~200mV时，Apc较大，Fn较小，在100mV左右时，Apc可获得最大值而噪声系数Fn又达最小值。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师404.工作状态的选取7.4.2晶体三极管变频电路由图（b）可知，当IE在0.3~1.5mA范围时，变频功率增益Apc大且噪声系数Fn小。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师414.工作状态的选取7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师424.工作状态的选取图（c）所示为Apc和Fn随集电极电源电压VCC变化的曲线，Apc随VCC增大而增大，但当VCC大于6V时增加缓慢，Fn在VCC介于2~6V时较小，后随VCC增加而增大。所以，VCC取5~8V较为适宜。7.4.2晶体三极管变频电路当本振电压为大信号、输入信号为小信号时，非线性器件处于线性时变工作状态。可以采用小信号分析法。gi为晶体管的输入电导，goe为晶体管的输出电导，gL为负载电导，等效电路的各参数均可根据定义和混合π型等效电路求出。变频器的输入回路调谐于ωc，输出回路调谐于ωI，变频器等效电路中的输入电容和输出电容分别合并到输入回路和输出回路中，不在图中标示。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师435.晶体管变频器的小信号等效电路7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师446.实用电路1）自激式共发射极变频器晶体管T（3AG1D）既作为变频管，又作为振荡器的放大管。采用信号和本振分极注入方式，这是因为调幅广播收机的中频为465kHz，本振频率和信号频率相距较近，分极注入可减小两信号间的相互影响。天线将接收到的电磁波转换为电信号，通过耦合线圈La加到输入信号回路，再通过耦合线圈Lb加到晶体三极管T的基极。7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师456.实用电路1）自激式共发射极变频器由晶体三极管T、振荡回路（Lc、C5、C7、C8）和反馈线圈Lf等构成变压器耦合反馈式本地振荡器本振电压由Lc的抽头取出，经电容Ce加到晶体三极管T的发射极，将加到基极的输入信号变频。C2、C8是双联可变电容，输入信号频率改变时，本振信号频率变化，以保证其差频不变7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师466.实用电路1）自激式共发射极变频器晶体三极管T的集电极接中频变压器Tr3，利用LC6并联谐振回路的选频作用（调谐于中频）就可获得所需的中频输出电压由于中频电流通过反馈线圈Lf，因此会引起中频负反馈。如设计不当，就会使变压器增益降低。双联电容C2和C8是输入回路和振荡回路的统调电容7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师476.实用电路1）自激式共发射极变频器同时还有垫整电容C5和垫补电容C3和C7。通过调整这些元件，可以实现三点统调，使本振频率能跟踪输入信号频率的变化，在接收频段内能基本实现中心频率为中频的变频信号。7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师486.实用电路2）他激式共射极变频器将本振电路与变频电路分开，可以分别选择最佳工作状态。7.4.2晶体三极管变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师496.实用电路2）他激式共射极变频器输入回路由L1、L2、C0、C1和C2组成，它是一个双调谐回路，L2、C1、C2采用部分接入方式，谐振在某一电视频道上。这个输入回路接在前端高频放大器与晶体三极管之间，除了将高频信号传输到三极管的基极之外，还具有阻抗匹配和带通滤波的作用。7.4.2晶体三极管变频电路7.4.3模拟乘法器变频电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师50双平衡变频器优点：输出电流中组合频率分量少、寄生干扰小；输入电压与本振电压隔离较好，互相影响小。还可采用其他具有相乘特性的器件代替模拟乘法器7.5变频干扰与抑制方法2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师51变频器的作用是将输入信号与本振信号变频后通过选频网络选出有用的中频分量。输入信号与本振信号的各个谐波之间、干扰信号与本振信号的谐波之间、干扰信号与输入信号之间以及干扰信号之间，经非线性器件的相互作用还会产生很多新的频率分量，如果其中某些分量的频率等于或接近中频，那么这些无用中频和有用中频将同时被中频放大器放大，并进入检波器进行检波。这样在收听有用信号的同时，也能收听到干扰信号。

变频干扰包括组合频率干扰、寄生通道干扰（副波道干扰）、交叉调制干扰（交调干扰）和互相调制干扰（互调干扰）、阻塞干扰等。除了有用通道变换的中频信号以外，还会有接近于中频的寄生信号。7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师521.形成原因由输入信号与本振信号产生的组合频率干扰。由于器件的非线性特性产生了输入信号频率fc与本振信号频率fL的组合频率它们的振幅随着p+q的增大而迅速减小只有p=1，q=1的变换通道产生所需的中频（如fL-fc=fI）若变换后的频率十分接近中频这些寄生信号都将通过中频放大器，收听者就会在听到有用信号的同时还听到由检波器检出的差拍信号所形成的哨叫声。7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师531.形成原因pfL-qfc=

fI

FfL=fc+fIfI>>F(a)(b)(c)(d)7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师541.形成原因若p和q取不同的正整数，则产生干扰哨声的输入信号频率有无穷多个其值接近于fI的整数倍或分数倍任何一部接收机的接收频段是有限的，只有落在接收频段内的输入信号才会产生干扰哨声由于组合频率分量的电流振幅总是随着p+q的增加而迅速减小只有对应于p和q为较小值的输入信号才会产生明显的干扰哨声对应于较大的p和q值时输入有用信号产生的干扰哨声一般可以忽略一般限定p≤4，q≤8，且p+q≤107.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师551.形成原因fc/fI称为变频比当fc或fI确定后，总会找到能使输入信号频率fc接近fI整数倍或分数倍的p、q值，即有确定的干扰频率及其数目p+q称为干扰的阶数，阶数越小，干扰越严重将不同的值p、q值代入，可算出相应的变频比，得到组合干扰频率分布点7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师561.形成原因表7.5.1组合干扰频率分布点fI=465kHz，fc=931kHzfc/fI=931/465≈27.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师571.形成原因fI=465kHz，fc=931kHz的电台时，本振频率fL=931+465=1396kHz查表可知，有编号为2和10的干扰2号是三阶干扰，可得2fc-fL=466kHz10号是八阶干扰，可得5fc-3fL=467kHz它们与中频465kHz很接近，并落在中频放大器的通频带内，中频谐振回路无法将它们滤除。这些接近中频的组合频率（无用频率）经中频放大器加至检波器，通过检波器的非线性效应，与有用中频进行差拍检波而产生1kHz和2kHz的啸叫音频。7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师582.抑制方法这种干扰是由输入信号与本振信号的各次谐波组合形成的，与外来干扰无关不能靠提高前端电路的选择性来抑制，只能尽可能减少干扰点的数目并抑制阶数低的干扰。1）正确地选择中频由表可知，对应于p=0，q=1的干扰哨声最强，相应的输入信号频率接近于中频，即fc≈fI。为了避免这个最强的干扰哨声，接收机的中频总是选在接收频段以外。7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师592.抑制方法1）正确地选择中频采用高中频方案也可抑制组合频率干扰例如，某短波接收机波段范围为2~30MHz若fI=1.5MHz，则变频比fc/fI≈1.33~20。由表查出干扰点为2、4、6、7、10、11、14、15号，干扰最强的是2号的三阶干扰。由

得干扰频率为fc=2fI=3MHz若fI=0.5MHz，则变频比fc/fI≈4~60。由表查出干扰点为7和11号，干扰最强的是7号的七阶干扰，干扰频率为fc=4fI=2MHz将中频由1.5MHz降低为0.5MHz，较强的干扰由8个减至2个，最强的干扰由三阶降为七阶7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师60但中频降低后，对其他干扰的抑制是不利的。若改用高中频70MHz，fc/fI≈0.029~0.43，此时的组合干扰点为12、16和19号，最严重的是12号的七阶干扰。所以提高中频抑制组合频率干扰的方法得到了广泛的应用。2.抑制方法1）正确地选择中频7.5.1干扰哨声2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师612.抑制方法2）合理选择变频器的工作状态

尽可能避免变频器工作在强非线性区，以减小组合频率分量。3）采用合理的电路形式在电路结构上采用模拟乘法器、环形变频器等电路，尽可能抵消一些组合频率分量选用具有平方律特性的场效应管做变频器，晶体管变频器的本振信号选用大信号，使电路工作在线性时变工作状态上7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师62外来干扰与本振信号的组合频率干扰，又称为副波道干扰1.形成原因由于变频器前端电路的选择性不好，使频率为fM的干扰信号加至变频器的输入端并与本振信号变频，若产生的组合频率满足则干扰信号就能通过组合频率通道将其频率由fM变换成fI它们就可以顺利地通过中频放大器，从而使收听者听到该干扰信号，通常将这种干扰称为寄生通道干扰7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师631.形成原因对上式可以写成四种关系式，但只有-pfL+qfM=fI和pfL-qfM=fI两式是有效的，将它们合并写为pfL-qfM=

fI，得到能形成寄生通道干扰的干扰信号频率为当fL和fI给定，变频器能为频率满足上式的干扰信号提供寄生通道，将它变换为中频。理论上能形成寄生通道的fM有无限多个。只有对应于p、q值较小的干扰信号才会形成较强的寄生通道干扰，对应于p、q值较大的寄生通道干扰一般可忽略不计。7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师641）中频干扰和镜像干扰根据上式可求得两个最强的寄生通道干扰频率。对应于p=0，q=1的寄生通道，相应的fM=fI，称为中频干扰。中频干扰是一阶干扰，它直接进入变频器时，变频器就相当于一阶中频放大器，使中频干扰具有比有用信号更强的传输能力。对应于p=1，q=1的寄生通道，相应的fM用fK表示，其值为1.形成原因7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师651）中频干扰和镜像干扰fK与fc对称地位于fL的两侧。如果将fL想象成一面镜子，则fK就是fc的镜像，故称为镜像（频率）干扰。对于这种干扰信号，它所通过的寄生通道具有与有用通道相同的p、q值，因而具有与有用通道相同的变换能力。1.形成原因7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师662）其他寄生通道干扰除上述两种情况外，在式

中，当p≥1，q≥1时，将fL=fc+fI代入式中，得当fM一定时，接收机能够在哪些输入信号频率fc上收听到寄生通道干扰。1.形成原因7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师672）其他寄生通道干扰例如，当p=2、q=2时，在fc=fM-1/2fI和fc=fM-3/2fI的输入信号频率上有寄生通道干扰。若变频器输入端作用着fM=1000kHz的干扰信号，fI=465kHz时，可求得接收机能够在1070kHz及2000kHz（p=1、q=2）和767.5kHz及302.5kHz（p=2、q=2）收听到干扰信号的声音，其中2000kHz和302.5kHz的干扰信号超出接收机频段（535~1605kHz），故不会形成干扰。1.形成原因7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师681）中频干扰的抑制中频干扰的产生是由于接收机前端的选择性不高，导致中频干扰直接进入变频器。抑制中频干扰的主要方法是提高接收机前端电路的选择性例如，广泛采用在变频器的输入端加中频陷波器，以滤除外来中频干扰。中频干扰是最强的寄生通道干扰。为了消除它，与消除干扰哨声一样，中频应选在接收机频段以外，且远离接收频段。2.抑制方法7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师692）镜像干扰的抑制镜像干扰是另一个强寄生通道干扰，可以通过变频器前端电路的选择性来抑制掉。由于它与有用信号之间的频率间隔为中频的两倍，可以采用高中频方案。提高接收机的中频fI，以使镜像干扰频率fK与信号频率fc的频率间距（2fI）加大，以便变频器前的滤波器将寄生通道干扰信号滤除，不让它们加到变频器输入端。还可以采用二次变频方案。中频选在低于接收频段范围称为低中频方案。2.抑制方法7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师702）镜像干扰的抑制在低中频方案中，由于中频低，中频放大器容易实现高增益和高选择性。将中频选在高于接收频段范围称为高中频方案。例如，在短波通信接收机中，接收频段为2~30MHz，中频选在70MHz，由于中频很高，镜像干扰的频率远高于有用信号频率，变频前的滤波电路很容易将它滤除。为了消除镜像干扰采用二次混频方案的接收机组成方框图如图所示。图中标注的频率是近代数字移动通信接收机广泛采用的频率。由图可见，第一中频选得很高，为240MHz，可以在第一混频器前有效地将镜像干扰消除。2.抑制方法7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师712）镜像干扰的抑制2.抑制方法7.5.2寄生通道干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师723）其他寄生通道干扰的抑制除了中频干扰和镜像干扰，对于p+q≥3的寄生通道干扰，它们是由非线性特性三次方项以及三次方以上项产生的，可以通过平衡变频等方法加以抑制。2.抑制方法7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师73在变频电路里还有一些由变频器件的非线性所引起的干扰（或失真）。这类干扰都要有干扰电台的作用。根据干扰形成的原因不同，分为交叉调制干扰（简称交调干扰）和互相调制干扰（简称互调干扰）。1.形成原因当变频器输入端同时作用着有用信号vs和干扰信号vM时，变频器除了对某些特定频率的干扰形成寄生通道干扰外，还会对任意频率的干扰信号产生交叉调制干扰。将非线性器件的伏安特性i=f(v)用幂级数表示为7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师741.形成原因设作用在输入端的电压有信号电压干扰电压本振电压将v=vs+vM+vL代入

，项展开式有项产生中频分量其振幅为7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师751.形成原因进一步分析可得a4v4项产生的电流输出除包含信号信息（频率为ωc）之外，还有干扰信息（频率为ωM）及其谐波（频率为2ωM）交调干扰实质上是通过非线性作用将干扰信号的包络解调出来，而后调制到中频上。该电流分量振幅中含有干扰信号的包络变化。交调干扰是将干扰信号的包络交叉地转移到输出有用中频信号上去的一种非线性干扰。7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师761.形成原因由交调干扰的表达式可知，若有用信号消失，即Vsm=0，则交调干扰为零交调干扰与有用信号并存，它是通过有用信号而起作用的。当存在这种干扰时，人们不仅可以收听到有用信号的声音，而且同时也收听到干扰信号的声音。当有用信号消失时，干扰信号也消失。这是交调干扰的主要特点。交调干扰与干扰载频ωM的数值无关。任何频率的干扰信号都有可能形成交调干扰，而无须输入有用信号频率与干扰频率发生频率间的联系，只要干扰信号进入接收机输入端，就会产生交调干扰。7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师771.形成原因只是干扰载频ωM与ωc相差越大，受前端电路的抑制越大，形成的干扰越弱。除了变频器非线性特性中的四次方项会产生交调干扰以外，更高偶次方项也可产生交调干扰，但幅值较小，一般可不考虑。7.5.3交叉调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师782.抑制方法提高变频器前端电路和前级电路的选择性，尽量减小干扰信号的幅度。选择合适的器件（如平方律器件）和合适的工作状态，使变频器的非线性高次方项尽可能少，以减小组合分量。采用抗干扰能力强的模拟乘法器构成变频器和环形变频器等。7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师791.形成原因当两个或多个干扰信号与输入有用信号和本振信号同时作用于变频器的输入端时，干扰信号之间相互作用，产生的组合频率分量接近于有用信号的频率这些信号和有用信号一同进入变频器与本振变频，产生接近于中频的干扰信号，并且能通过中频放大器经检波器差拍检波后产生互相调制干扰。令v=vs+vL+vM1+vM2，vs=Vsmcosωct，vL=VLmcosωLt，vM1=VM1mcosωM1t，vM2=VM2mcosωM2t，则电流i中的组合频率分量可以表示为通式7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师801.形成原因除了fL-fc=fI(p=q=1，r=s=0)的有用中频分量外，还可能在某些特定的r和s值上存在着的寄生中频分量，引起变频器输出中频信号的干扰。这种干扰就是互相调制干扰。

当干扰信号vM1和vM2的振幅VM1m和VM2m一定时，r和s的值越小，相应产生中频电流分量的振幅就越大，互调干扰也就越严重。vM1和vM2相互变频后产生的互调频率为

rfM1

sfM2，称r+s为互调干扰的阶数。产生互调干扰应满足7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师81

中频为0.5MHz的接收机，当接收2.4MHz的有用信号时，有两个干扰信号fM1=1.5MHz，fM2=0.9MHz也进入变频器。则当fI=fL-fc时，fL=2.9MHz，变频器三次方项产生有如下组合频率fL-(fM1+fM2)=2.9-(1.5+0.9)=0.5MHz它也正好落入中频频带内，产生二阶（r=1，s=1）互调干扰。[例7.5.1]7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师82设输入电压信号为v=vs+vL+vM1+vM2，vs=Vsmcosωct，vL=VLmcosωLt，vM1=VM1mcosωM1t，vM2=VM2mcosωM2t，将v代入a4v4中展开，将有（r=2，s=1）项和

项（r=1，s=2）

。

互调干扰与交调干扰不同交调干扰经检波后可以同时听到质量很差的有用信号和干扰电台的声音。互调干扰听到的是啸叫声和杂乱的干扰声而没有有用信号的声音，这种现象通常称为阻塞。1.形成原因当VM1m=VM2m=VMm时，产生的中频电流振幅为对于三阶互调干扰的情况，它是由非线性特性的四次方项a4v4产生的。7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师83产生互调的两个干扰频率和信号频率存在一定的关系。一般是两个干扰频率距信号频率均较远，或是其中之一距信号频率较近。这样只要提高输入电路的选择性就可有效地减弱互调干扰。对于高频放大级电路和变频级电路，变频级电路产生互调干扰的可能性更大，这是因为变频级电路的输入电平较大。此外，变频级电路工作在晶体管特性曲线的非线性部分，而高频放大级电路常选择在线性部分工作。1.形成原因7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师84抑制互调干扰的方法和抑制交调干扰的方法相同，如提高变频器前端电路和前级电路的选择性，选择合适的器件和合适的工作状态，采用模拟乘法器和环形变频器等。2.抑制方法7.5.4互相调制干扰2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师85在接收机中，天线上感生众多干扰信号，它们的强度往往远大于有用信号强度，产生三阶互调失真的干扰信号频率又都十分靠近有用信号频率，变频前的滤波器不能有效地予以滤除它们几乎全部加到变频器输入端，产生三阶互调干扰，使有用信号必将在强干扰背景下，严重影响收听质量。与交调干扰和其他非线性干扰相比，三阶互调干扰的危害最严重，往往将允许的最大三阶互调干扰作为变频器（或高频放大器）的重要性能指标，且将它对应的最大输入干扰强