通信电子线路（邱健）原混频电路课件.ppt

第三节 混频电路 混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号，必须保持： ②频谱结构不变，各频率分量的相位大小，相互间隔不变。 ①调制类型，调制参数不变，即原调制规律不变。 1、电路的表达式 或 第三节 混频电路 一、混频电路简介（又称变频电路） 2、电路的作用 它的作用是将载波为fc的已调波信号vs(t)不失真地变换为载频为fI的已调信号vI(t)。而fc和fI的关系如上面式子所示。 当fI高于fc的混频称为上混频； fI低于fc的混频称为下混频。调幅广播收音机一般采用下混频。它的中频规定为465KHz。 对不同的接收系统，中频值各不相同。 目的是为了使接收机工作在比较低的频率环境下，减小接收机的成本和降低电路调试的难度。 第三节 混频电路 一、混频电路简介 2、电路的模型及频谱 由模拟乘法器和滤波电路组成。利用滤波器选用差频。 只是改变了载波频率，但是没有改变调制信息的内容。 第三节 混频电路 中频信号：相对载波频率为低，不同的接收系统中频的数值是完全不相同称为低中频。（也有高中频的方案） 一般中频（调幅广播）IF＝465KHz（535KHz～1605MHz） 电视广播（图像中频）38MHz （VHF，UHF） （调频广播中频） 10.7MHz （88MHz～108MHz） 短波通信接收机 IF=70MHz （频段2～30MHz） 短波I （4～8.5MHz） 短波II （8.5～18MHz） 第三节 混频电路 一、混频电路简介 1、三极管混频电路 （1）电路结构特点 由T2等组成电感三点式本地振荡电路产生fL。 由T1等组成变频兵选出差频（中频）。 第三节 混频电路 一、混频电路简介 （2）变频原理分析 假设本振电压和输入信号的电压幅度分别为： 由上图可以得到发射结上的电压vBE： 将（VBB0＋vL）作为三极管地等效基极偏置电压，用vBB(t)表示。称之为时变基极偏压。 第三节 混频电路 一、混频电路简介 满足线性时变条件时，(vLvCM) gm：为时变增量电导。 在时变偏压作用下， gm(vL)傅立 叶级数展开为 gm(t)中的基波分量gm1cos ωLt与输入信号vS相乘： 有用 令 得到的中频电流分量为： 第三节 混频电路 一、混频电路简介 gmc称为混频跨导。定义为输出中频电流幅值I1m对输入信号电压幅值Vsm之比。 若设中频回路地谐振电阻为Re，则所需的中频输出电压vI=-iIRe 则相应的混频增益可以得到： gmc在静态工作电附近，可近似认为是常数，ICQ在0.2mA～1mA时，接近最大值。 当然，在vL（同步信号）的作用下，随着幅值大小变化，gm1 即gmc也相应变化。 第三节 混频电路 gmc随VLm变化的特性 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 （也称为环形混频器） 1、电路结构 由四只二极管和两个带中心抽头，匝数比均为1的宽带变压器组成。 2、电路分析 I 要求vLm足够大，而且其值远大于vsm。所以二极管在vLm的控制下，工作在开关状态。 II 在vL为正半周时，D2、D3导通，由导通后的交流等效电路得： 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 D2、D3导通后的交流等效电路如右图 消去vL后，得到 加入开关函数 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 消去vL后，得到 加入开关函数 用同样的方法可以得到D1和D4 由前后两图可以得到 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 整理后，得到RL总电流为 选取中频信号可以得到 三、电路的应用特点： I 可用作双边带调制电路 R端输入载波信号 I端输入调制信号 L端输出平衡调幅波 Vcm幅度足够大时，二极管工作在开关状态。 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 II 工作频率可以从几十KHz～几千MHz。噪声系数低（约6db），混频失真小，动态范围大等特点。是高性能通信接收机中应用最广泛的一种混频器。 III 根据本振功率电压高低进行分类，有不同的系列产品。本振功率越高，动态范围越大。 IV 从等效电路可知，二极管的导通各形成回路。如果二极管的特性完全一致，变压器的中心抽头上、下也完全对称。这时的混频器的重要特点是各端口之间有良好的间隔。但实际L、R端口的隔离度一般小于40dB。而且没有混频增益。隔离度随工作频率提高二下降。 第三节 混频电路 二、二极管双平衡混频器 V 使用时还应必须注意各端口的匹配阻抗均为50 Ω，而且各端口必须接入滤波匹配网络。 VI 混频损耗