高频电子技术（第五版）课件 项目七 简易调幅接收器的安装与调试

高频电子技术（第五版）项目七简易调幅接收器的安装与调试07PROJECT学习目标项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）知识目标▪了解AM接收器的基本组成及其主要性能指标。▪了解信号解调的概念和检波器的分类。▪熟悉包络检波的工作原理及二极管在包络检波中的作用。▪熟悉超外差式接收器的工作原理,掌握混频的工作原理及混频干扰产生的原因。▪熟悉AM接收器的应用。能力目标▪学会查阅超再生式接收器的相关资料。▪能够对电阻、电容、电感、LM358芯片等元器件进行检测及质量判别。▪学会AM接收器的安装与调试。▪了解简易AM接收器的测量方法,能对简易AM接收器故障进行检修。素质目标▪培养维护国家安全和遵纪守法的意识。▪培养工匠精神,具有专注、精准做事和创新精神。▪培养团队合作能力,提高交流协调方面的素质。▪激发学生的学习兴趣和内生动力。本项目内容项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）017.1项目引入027.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调037.3知识链接一振幅解调的基本原理047.4知识链接二二极管包络检波电路057.5知识链接三同步检波电路067.6知识链接四频率变换和混频电路077.7技能实训简易AM接收器的安装与调试17.1项目引入项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.1项目引入项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）简易调幅接收器用于从复杂的输入信号中提取出特定部分或信息。通过不同的工作原理和设计,简易调幅接收器可以实现信号解调、信号检测、信号恢复等功能。本项目以市场上应用较多的433MHz无线接收模块为载体，实现了信号的简易AM接收功能，与项目6的AM发送器配合使用可以实现信号的传输。27.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）一、仿真目的1.了解振幅解调电路的基本构成与作用。2.掌握二极管峰值包络检波的原理。3.掌握包络检波器的主要性能指标、检波效率及各种波形失真的现象,分析产生的原因并考虑克服的方法。4.了解同步检波器的工作过程与正常工作的条件。二、测试内容与步骤1.二极管包络检波(1)绘制图7-1所示的普通调幅波的二极管峰值包络检波电路图。图中信号源的参数设置:载波幅度为1V,载波频率为465kHz,信号源频率为5kHz,调幅度m=0.5。7.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）图7-1AM普通调幅波信号二极管包络峰值检波电路图(2)观察普通调幅波波形以及解调后的信号波形。7.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）运行仿真图7-1所示的电路，用示波器观察输入/输出信号波形，仿真结果如图7-2所示，图中上方为电容器C2两端的电压，下方为输入的普通调幅波信号，可以看出，C2两端的电压与普通调幅波的包络有相同的变化规律，即实现了解调。图7-2AM调幅波和解调波信号波形7.2学习情境用Multisim仿真测试调幅信号的解调项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）2.同步检波(1)绘制图7-3所示的同步检波电路。图中信号源的参数设置：载波幅度为1V，载波频率为465kHz，信号源频率为5kHz，调幅度m=0.5。(2)运行仿真图7-3所示的同检波步电路，用示波器观察输入/输出信号波形，仿真结果如图7-4所示，可以看到同样实现了检波。图7-3AM普通调幅波信号同步检波电路图图

7-4AM调幅波和同步检波解调波信号波形37.3知识链接一振幅解调的基本原理项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.3知识链接一振幅解调的基本原理项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）读一读解调与调制过程相反，从高频调幅波中取出原调制信号的过程，称为振幅解调，也称振幅检波，简称检波。从频谱上看，高频已调波包含高频载波和边频分量，检波电路输出的是原低频调制信号，它在频域上的作用是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到原来的位置。图7-5给出了这种变化关系。图7-5检波电路的频谱变换(AM)7.3知识链接一振幅解调的基本原理项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）从图7-5中可以看出，检波是调幅的逆过程,则其频谱变换也与调幅相反，即把调幅波的频谱由高频不失真地搬到低频,其频谱向左搬移了。可见,检波器也是频谱搬移电路。检波过程也是要应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。7.3知识链接一振幅解调的基本原理项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）非同步检波器由非线性器件和低通滤波器构成，它只适合于普通调幅波(AM)的检波。这种检波器的输出信号(原调制信号)与调幅波的包络变化规律一致，故称为包络检波器。这种检波电路十分简单，使用广泛。图7-6非同步检波器的组成方框图非同步检波器的组成方框图如图7-6所示。学一学检波器的分类和组成检波器可分为同步检波器(相干检波器)、非同步检波器(非相干检波器)。7.3知识链接一振幅解调的基本原理项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）同步检波器的组成方框图如图7-7所示。图7-7同步检波器的组成方框图同步检波器在工作时，必须给非线性器件输入一个与载波同频同相的本地参考电压,即同步电压ur(t)=Urmcosωct。因此，检波器由乘法器(或其他非线性器件)、低通滤波器和同步信号发生器组成，这种检波器就称为同步检波器，它适合于调幅波的检波(AM、DSB、SSB)。47.4知识链接二二极管包络检波电路项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）一、工作原理二极管包络检波电路如图7-8(a)所示，它由二极管D和RC低通滤波器串联组成。一般要求输入信号的幅度在0.5V以上，所以二极管处于大信号工作状态，故又称为大信号检波器。设检波器未加输入电压时，电容C上没有储存电荷。当输入信号us为一角频率为ωc的等幅波时,在us正半周内，二极管导通，us通过二极管向电容C充电，因二极管的正向导通电阻为rD(=1/gD),且rD≪R，所以充电时间常数为rDC；在us负半周内，二极管截止，C通过电阻R放电，放电时间常数为RC。由于rD≪R，所以在每个周期内，二极管导通时C充电很快，而截止时C放电很慢，uo将在这种不断充、放电过程中逐渐增大，如图7-8(b)所示。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）图7-8二极管包络检波电路及其检波波形7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）由于负载的反作用，由图7-8(a)可见，作用在二极管两端的电压为us-uo，只有当us>uo时二极管才导通，所以随着uo的逐渐增大，二极管每个周期的导通时间逐渐变短，而截止时间逐渐变长，如图7-8(b)所示。这就使电容在每个周期内的充电电荷量逐渐减少，放电电荷量逐渐增多，当C的充电电荷量等于放电电荷量时，充放电达到动态平衡。这时输出电压uo便稳定在平均值Uo上下按角频率ωc做锯齿状的等幅波动。显然,其中的Uo就是检波器所需输出的检波电压,而在Uo上下的锯齿状波动则是因低通滤波器滤波特性不是理想的而附加在uo上的残余高频电压。通过以上分析可见，由于Uo的反作用,二极管只在us的峰值附近才导通，导通时间很短，电流通角很小，通过二极管的电流是周期性的窄脉冲序列，如图7-8(c)所示。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）同时，二极管导通与截止时间的长短与RC的大小有关，RC增大，C的放电速度减慢，C积累的电荷便增多，输出电压uo增大，二极管的导电时间则越短。RC电路的作用有两个：一是作为检波器的负载,，二是起高频滤波作用。在实际电路中,为了提高检波性能，RC的取值应满足

此处ωc是载波角频率，Ωmax是调制信号的最高角频率，此时可认为Uo≈Usm。通常取

7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）当输入信号us的幅度增大或减小时，检波器输出电压uo也将随之近似成比例地升高或降低。当输入信号为调幅波时，检波器输出电压uo就随着调幅波的包络线变化，从而获得调制信号，完成了检波作用，其检波波形如图7-9所示。由于输出电压uo的大小与输入电压的峰值近似相等，故把这种检波器称为峰值包络检波器。图7-9调幅波包络检波波形7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）二、检波效率与输入电阻1.检波效率ηd若检波电路输入调幅波电压为us=Um0(1+macosΩt)cosωct，由于包络检波电路输出电压与输入高频电压振幅成正比，所以，检波器输出电压uo等于

式中，ηd称为检波电压传输系数，又称检波效率。ηd小于1，而又近似等于1，实际电路中ηd在80%左右。当R足够大时,ηd为常数,故为线性检波。式(7-2)中，ηdUm0为检波器输出电压中的直流分量，ηdUm0macosΩt即解调输出的原调制信号电压。7.4知识链接二

二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）2.输入电阻Ri对于高频输入信号源来说，检波电路相当于一个负载，此负载就是检波电路的输入电阻Ri，它定义为输入高频电压振幅与二极管电流中基波分量振幅之比。根据输入检波电路的高频功率与检波负载所获得的平均功率近似相等，可求得检波电路的输入电阻

7.4知识链接二

二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）

例7-1

大信号二极管包络检波电路如图7-8(a)所示，R=10kΩ，ma=0.3，载频fc=465kHz，调制信号最高频率Fmax=3400Hz。应如何选取电容C?检波器的输入电阻Ri为多少?因此，C值应在171pF和4680pF之间选取，检波器的输入电阻

7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）三、惰性失真与负峰切割失真根据前面分析可知，二极管包络检波器工作在大信号检波状态时，具有较理想的线性解调性能，输出电压能够不失真地反映输入调幅波的包络变化规律。但是，如果电路参数选择不当，二极管包络检波器就有可能产生惰性失真和负峰切割失真。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）1.惰性失真。为了提高检波效率和滤波效果，常希望选取较大的RC值，使电容器在载波周期Tc内放电很慢，C上电压的平均值便能够不失真地跟随输入电压包络变化。但是当RC选得过大，也就是C通过R放电的速度过慢时，电容器两端的电压便不能紧跟输入调幅波的幅度下降而及时放电,这样，输出电压将跟不上调幅波的包络变化而产生失真，如图7-10所示，这种失真称为惰性失真。图7-10惰性失真波形7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）不难看出，信号角频率Ω越高，调幅系数ma越大，包络下降速度就越快，惰性失真就越严重。要克服这种失真，必须减小RC的数值，使电容器的放电速度加快，因此要求：

在多频调制时，作为工程估算，式(7-4)中的ma应取最大调幅系数，Ω应取最高调制角频率，因为在这种情况下最容易产生惰性失真。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）2.负峰切割失真。在实际电路中，检波电路的输出端一般需要经过一个隔直电容Cc与下级电路相连接，如图7-11(a)所示。图中，RL为下级(低频放大器)的输入电阻，为了传送低频信号，要求Cc对低频信号阻抗很小，因此它的容量比较大。这样检波电路对于低频的交流负载变为R'L≈RL∥R(因1/ΩC≫R,略去了C的影响)而直流负载仍为R，且R'L<R,即说明该检波电路中直流负载不等于交流负载，并且交流负载小于直流负载。图7-11负峰切割失真7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）当检波电路输入单频调制的调幅信号时，如图7-11(b)所示,若调幅系数ma比较大，因检波电路的直流负载R与交流负载R'L数值相差较大，则有可能使输出的低频电压uΩ在负峰值附近被削平，如图7-11(c)所示，把这种失真称为负峰切割失真。根据分析,R'L与R满足下面关系R'L

则可避免产生负峰切割失真。式(7-5)中，mamax为多频调制时的最大调幅系数。式(7-5)说明R'L与R大小越接近，不产生负峰切割失真所允许的ma值就越接近于1，或者说,当ma一定时，R'L越大、R越小，负峰切割失真就越不容易产生。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）有两种措施可以减小交直流负载之间的差别。一是在检波器与下一级电路之间插入一级射随器,即增大RL的值；二是采用图7-12所示的改进电路，将检波器直流负载R分成R1和R2两部分。显然，在直流负载不变的情况下，改进后电路的交流负载R1+R2RL/(R2+RL)比原电路大。通常取R1/R2=0.1~0.2,以免分压过大使输出到后级的信号减小过多。图7-12改进后的二极管包络检波器7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）例7-2已知普通调幅信号载频fc=465kHz,调制信号频率范围为300~3400Hz,ma=0.3,RL=10kΩ,问如何确定图7-12中二极管包络检波器的有关元器件参数?解:一般可按以下步骤进行:(1)检波二极管通常选正向电阻小(500Ω以下)、反向电阻大(500kΩ以上)、结电容小的点接触型锗二极管，注意最高工作频率应满足要求。(2)RC时间常数应同时满足以下两个条件:①电容C对载频信号近似短路(滤除载频及其以上频率分量)。故应有RC≥②为避免惰性失真,应有RC≤

代入已知条件。两个条件根据以上两个条件可得（1.7～3.4）×l0-6≤RC≤0.15×10-3（此处R=R1＋R2）。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）(3)设R1/R2=0.2，则R1=R/6,R2=5R/6。为避免底部切割失真,应有≥Rmamax,其中R'L=R1+R2RL/(R2+RL)。代入已知条件，可得R≤63kΩ。因为检波器的输入电阻Ri

不应太小，而Ri=R/2,所以R不能太小。取R=6kΩ,另取C=0.01μF,这样,RC=6×10-5，满足上一步对时间常数的要求。因此，R1=1kΩ，R2=5kΩ。(4)Cc的取值应使低频调制信号能有效地耦合到RL上，即满足

取Cc=4.7μF。7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）议议四、二极管并联检波电路识读二极管并联检波电路如图7-13所示。图中C是负载电容兼作隔直电容，R是负载电阻与二极管并联，为二极管电流中的平均分量提供通路。鉴于R与二极管并联，所以把这种电路称为并联检波器，而把前面讨论的二极管与R串联的检波电路称为串联检波器。图7-13二极管并联检波电路7.4知识链接二二极管包络检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）并联检波器与串联检波器的工作原理相似。若输入高频电压us的幅度较大，则二极管处于大信号工作状态，在us正半周内，二极管导通us向C充电，充电时间常数为rDC；在us负半周内D截止C通过R放电，放电时间常数为RC。由于R≫rD，C充电很快而放电很慢，所以C两端建立起与输入高频电压振幅近似相等的电压uc，其中的低频分量与输入高频电压的包络一致，所以并联检波器也属于包络检波器。但由图7-13可见,并联检波器的输出电压uo并不等于uc,而等于us与uc的差值,即uo=us-uc。其中不仅含有直流、低频电压，还含有输入高频电压。因此输出端还须加接低通滤波器，将高频分量滤除，如图7-13中虚线右边电路所示。与串联检波器比较，由于并联检波器中R通过C直接与输入信号源并联，所以R必然消耗输入高频信号的功率。根据能量守恒原理，可以求得并联检波器的输入电阻为

57.5知识链接三同步检波电路项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）学一学同步检波电路与包络检波电路不同，检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。同步检波有两种实现电路，一种为乘积型同步检波电路，另一种为叠加型同步检波电路。一、乘积型同步检波电路用模拟乘法器实现的同步检波(如图7-14所示):图7-14同步检波7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）(1)当输入调幅信号us(t)为双边带调幅波，即us(t)=UsmcosΩtcosωct时，相乘器输出电压为

式(7-7)推导结果的第一项是所需的解调输出电压，而第二项为高频分量，可被低通滤波器滤除，所以低通滤波器输出电压为

7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）(2)当输入调幅信号us(t)为单边带调幅波，即us(t)=Usmcos(ωc+Ω)t(上边带)时，相乘器输出电压为

式(7-9)推导结果的第一项是所需的解调输出电压，而第二项为高频分量，可被低通滤波器滤除，所以低通滤波器输出电压为

7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）二、叠加型同步检波电路叠加型同步检波电路是将需解调的调幅信号与同步信号先进行叠加，然后用二极管包络检波电路进行解调的电路，其电路如图7-15所示。设输入调幅信号为us(t)=UsmcosΩtcosωct，同步信号为ur=Urmcosωct,则它们叠加后的信号为图7-15叠加型同步检波电路

7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）式(7-11)说明,当Urm>Usm时，ma=<1，合成信号为不失真的普通调幅波，因而Urm通过包络检波电路便可解调出所需的调制信号。令包络检波电路的检波效率为ηd，则检波输出电压为Usm。

式中，Uo=ηdUrm为检波输出的直流分量，uΩ=ηdUsmcosΩt为检波输出的低频信号。7.5知识链接三同步检波电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）为了进一步减少谐波频率分量，可采用如图7-16所示的平衡同步检波电路。可以证明，它的输出解调电压中频率为2Ω及其以上各偶次谐波的失真分量被抵消了。图7-16平衡同步检波电路67.6知识链接四频率变换和混频电路项目七·简易调幅接收器的安装与调试7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）一、概述混频电路广泛应用于通信及其他电子设备中，它是超外差式接收机的重要组成部分。在发送设备中可用它来改变载波频率，以改善调制性能。在频率合成器中常用它来实现频率的加、减运算，从而得到各种不同的频率。在通信接收机中，低噪声放大器将天线输入的微弱信号进行选频放大，然后送入混频器。混频器的作用在于将不同载频的高频已调波信号转换为频率较低的同一个固定载频(一般称为中频)的中频已调波信号，但保持其调制规律不变，然后送入中频放大器。例如,在超外差式广播接收机中，把载频位于535~1605kHz中波波段的各电台的普通调幅信号转换为中频465kHz的普通调幅信号，把载频位于88~108MHz的各调频信号转换为中频10.7MHz的调频信号;在电视接收机中，把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内的各电视信号转换为中频38MHz的视频信号。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）根据前面的分析可知，放大器工作频率越高或增益越高，反馈到放大器输入端的电流越大，稳定性越差。工作频率越高,制作选择性好的滤波器越困难。所以设计和制作增益高、选择性好的较低频率的固定中频放大器比较容易。由此可见，采用混频方式可以大大提高接收机的性能。原则上，凡是具有相乘功能的器件都可用来构成混频电路。目前高质量的通信设备中广泛采用二极管环形混频器和双差分对集成模拟相乘器，而在一般接收机中，为了简化电路,仍采用简单的晶体管混频电路。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）通常要求混频电路的混频增益高，失真小，抑制干扰信号的能力强。混频增益是指输出中频电压UI与输入高频电压US的比值，即

用分贝数表示

对于二极管环形混频器，因混频增益小于1，故用混频损耗来表示，它定义为10lg(PS/PI)dB。式中PS为输入高频信号功率，PI为输出中频信号功率。混频电路的失真是指输出中频信号的频谱结构相对于输入高频信号的频谱结构产生的变化，这种变化越小越好。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）由于混频是依靠非线性特性来完成的，所以在混频过程中，会产生各种非线性干扰，如组合频率、交叉调制、互相调制等干扰。这些干扰会严重地影响通信质量,因此要求混频电路对它们应能有效地抑制。二、混频基本原理混频电路又称变频电路，其作用是将已调波信号的载频转换成另一载频，转换后新载频已调波的调制类型(如调幅、调频等)和调制参数(如调制频率、调制系数等)均不改变。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）混频电路作用示意图如图7-17所示。图中，us(t)为载频是fc的普通调幅波，uL(t)为本振电压信号,是由本地振荡器产生的、频率为fL的等幅余弦电压信号，混频电路输出电压uI(t)为载频是fI的已调波电压，通常称uI(t)为中频信号电压。图7-17混频电路的作用7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）混频电路输出的中频频率可取输入信号频率fc与本振频率fL的和频或差频,即

fI>fc的混频电路称为上混频器,fI<fc的混频电路称为下混频器。调幅广播收音机一般采用中频

通常中频规定为465kHz。从频谱观点来看，混频的作用就是将已调波的频谱不失真地从fc搬移到中频fI的位置上，因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移，如图7-18(a)所示。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）图7-18混频电路的频谱搬移过程设输入的调幅信号为一普通调幅波，其频谱如图7-18(b)所示，本振信号uL(t)与us(t)经相乘器后，输出电压uo(t)的频谱如图7-18(c)所示，图中ωL>ωc,可见us(t)的频谱被不失真地搬移到本振角频率ωL的两边，一边搬到ωL+ωc上，构成载波角频率为ωL+ωc的调幅信号，另一边搬到ωL-ωc上,构成载波角频率为ωL-ωc的调幅信号。若带通滤波器调谐在ωI=ωL-ωc上,则前者为无用的寄生分量，而后者经带通滤波器取出输出，便可得到中频调制信号。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）在很长一段时间内二极管环形混频器是高性能通信设备中应用最广泛的一种混频器，虽然目前由于双差分对集成模拟相乘器产品的性能不断改善和提高，使用也越来越广泛，但在微波波段仍广泛使用二极管环形混频器组件。二极管环形混频器的主要优点是工作频带宽，可达到几千兆赫，噪声系数低，混频失真小，动态范围大等，但其主要缺点是没有混频增益。双差分对集成模拟相乘器混频电路的主要优点是混频增益大，输出信号频谱纯净，混频干扰小,对本振电压的大小无严格的限制，端口之间隔离度高。其主要缺点是噪声系数较大。三、二极管环形混频器和集成电路混频器7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）图7-19由二极管环形混频器组件构成的混频电路如图7-19所示是由二极管环形混频器组件构成的混频电路,图中us、Rs1构成输入信号源，uL、Rs2构成本振信号源，RL为中频信号的负载。为了保证二极管工作在开关状态，本振信号uL的功率必须足够大，而输入信号us的功率必须远小于本振信号功率。实际中二极管环形混频器组件各端口的匹配阻抗均为50Ω，应用时各端口都必须接入滤波匹配网络,分别实现混频器与输入信号源、本振信号源、输出负载之间的阻抗匹配。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）如图7-20所示是由MC1496双差分对集成模拟相乘器构成的混频电路。图中，本振信号uL由引脚10(X输入端)输入，调幅信号us由引脚1(Y输入端)输入,混频后的中频(fI=9MHz)电压由引脚6经π型滤波器输出。该滤波器的带宽约为450kHz,除滤波外还起到阻抗变换的作用，以获得较高的混频增益。当fc=30MHz，Usm≤15mV，fL=39MHz，ULm=100mV时，电路的混频增益可达13dB。为了减小输出信号波形失真，引脚1与引脚4间接有调平衡的电路,使用时应仔细调整。图7-20由MC1496双差分对集成模拟相乘器构成的混频电路7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）四、混频干扰混频必须采用非线性元器件，而混频元器件的非线性又是混频电路产生各种干扰信号的根源。输入信号频率和本振频率的各次谐波之间、干扰信号与本振信号之间、干扰信号与输入信号之间以及干扰信号与干扰信号之间，经非线性元器件相互作用会产生很多新的频率分量。在接收机中,当其中某些频率等于或接近于中频时，就能够顺利地通过中频放大器，经解调后，在输出端引起串音、哨声和各种干扰，影响有用信号的正常接收。1.输入信号与本振产生的组合频率干扰混频器在输入信号电压和本振电压的共同作用下，产生了许多组合频率分量,它们可表示为

式中,p、q分别为本振频率和输入信号频率的谐波次数,它们均为任意正整数。绝对值号表示在任何情况下频率不可能为负值。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）这些频率分量中只有一个分量是有用的中频信号，当p=q=1时，可得中频fI=fL-fc除此频率分量外的组合频率分量均为无用的。当其中的某些频率分量接近于中频并落入中频通频带范围内时，就能与有用中频信号一起顺利地通过中放加到检波器，并与有用中频信号在检波器中产生差拍，形成低频干扰,使得收听者在听到有用信号的同时还听到差拍哨声，当转动接收机调谐旋钮时，哨声音调也跟随变化，这是区分其他干扰的标志。所以这种组合频率干扰也称为哨声干扰。例如，在广播中波波段,输入信号频率fc=931kHz，本振频率fL=1396kHz，中频fI=465kHz。当p=1，q=2时，对应的组合频率为2fc−fL=(1862−1396)kHz=466kHz，接近于465kHz，这样，它能和有用中频信号一起进入中放、检波器，产生差拍，在接收机输出端产生1kHz的哨声。理论上，产生干扰哨声的信号频率有无限个，但实际上因组合频率分量的幅度随着p+q增加而迅速减小，所以只有p和q较小时，才会产生明显的干扰哨声;又因接收机的接收频段是有限的，所以产生干扰哨声的组合频率并不多。具有理想相乘特性的混频器，则不可能产生哨声干扰，所以实用上应尽量减小混频器的非理想相乘特性。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）2.外来干扰与本振产生的组合频率干扰。凡能加到混频器输入端的外来干扰信号，均可以在混频器中与本振电压产生混频，若形成的组合频率满足就会形成干扰。式(7-18)中fN为外来干扰信号的频率，p、q分别为本振频率fL和外来干扰信号频率fN的谐波次数，它们为任意正整数。

在混频器中，通常把将有用信号与本振信号转换为中频的通道称为主通道，而把同时存在的其余转换通道称为寄生通道。所以把这种外来干扰与本振产生的组合频率干扰称为寄生通道干扰。实际上，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，其中最强的寄生通道干扰为中频干扰和镜像干扰。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）当p=0、q=1时，fN=fI称为中频干扰。由于外来干扰信号频率等于或接近于中频，它可以直接通过中放形成干扰。若中频干扰信号是调幅信号，则经检波后可能听到干扰信号的原调制信号，情况严重时，干扰太强，接收机将不能辨别出有用信号。为了抑制中频干扰,应该提高混频器前端电路的选择性或在前端增加一个中频滤波器,亦称中频陷波器。当p=q=1时，fN=fL+fI=fc+2fI,称为镜像干扰(亦称镜频干扰)。显然,fN与fc是以fL为轴形成镜像关系的，如图7-21所示。图7-21镜像干扰分布情况抑制镜像干扰的主要方法是提高前端电路的选择性。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）3.交叉调制干扰和互相调制干扰(1)交叉调制干扰(简称交调干扰)接收机前端电路的选择性不够好，会使有用信号和干扰信号同时加到混频器的输入端时，若这两个信号均为调幅波，则通过混频器的非线性作用，就可能产生交叉调制干扰。其现象为：当接收机对有用信号频率调谐时，在输出端不仅可收听到有用信号的声音，还可清楚地听到干扰台调制声音；若接收机对有用信号频率失谐，则干扰台调制声音也随之减弱，并随着有用信号的消失而消失，就好像干扰台的声音调制在有用信号的载波上，故称其为交叉调制干扰。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）交叉调制干扰是由混频器非线性特性的高次方项引起的。交叉调制干扰的产生与干扰台的频率无关，任何频率较强的干扰信号加到混频器的输入端时，都有可能形成交叉调制干扰，只有当干扰信号频率与有用信号频率相差较大、受前端电路较强的抑制时，形成的干扰才比较弱。抑制交叉调制干扰的主要措施有:①提高混频器前端电路的选择性,尽量减小干扰信号的幅度。②选择合适的元器件和合适的工作状态,使混频器的非线性高次方项尽可能小。③采用抗干扰能力较强的平衡混频器和模拟相乘器混频电路。7.6知识链接四频率变换和混频电路项目七简易调幅接收器的安装与调试高频电子技术（第五版）(2)互相调制干扰(简称互调干扰)两个(或多个)干扰信号同时加到混频器输入端时，由于混频器的非线性作用，干扰信号与本振信号相互混频，产生的组合频率分量若接近于中频，它就能顺利地通过中频放大器，经检波器检波后产生干扰。把这种与两个(或多个)干扰信号有关的干扰称为互相调制。例如接收机调整在接收1200kHz信号的状态,这时本振频率fL=1665kHz(中频