混频器中的干扰

1、1 无线电信号的发射无线电信号的发射 cost cos (nt) cost cos2t cos2t cos1tcos1t cos1t cos2t cos1t 2 无线电信号的接收无线电信号的接收 cos2t cos1t cos3t cos(3-2)t cos1t cosit cos1t cos1t cos1t 3 4.9 4.9 混频器中的干扰（混频器中的干扰（如何设置电台的载波频率如何设置电台的载波频率） 接收机的各级电路中，混频器产生的干扰最多。接收机的各级电路中，混频器产生的干扰最多。 输入输入到到混频器的频率有：有用信号频率混频器的频率有：有用信号频率 fs、本振信号、本振信号 频率频

2、率 f0、干扰信号频率、干扰信号频率 fn。这些不同的频率，两两之。这些不同的频率，两两之 间，或三者之间，相互组合，会产生各种干扰信号。间，或三者之间，相互组合，会产生各种干扰信号。 输出混频器的信号有：中频信号输出混频器的信号有：中频信号f i 。 上述各频率之间，上述各频率之间，一般一般存在下列关系：存在下列关系： 0is fff 4 一、组合频率干扰一、组合频率干扰（仅与本身电台的频率设置有关）（仅与本身电台的频率设置有关） 现象：现象：有用信号频率与有用信号频率与自身自身本振信号频率的组合频率接近中频，该组合本振信号频率的组合频率接近中频，该组合 频率与频率与标准中频标准中频在检波电

3、路中在检波电路中差拍差拍，形成音频，产生干扰哨声。，形成音频，产生干扰哨声。 注意：注意：该干扰只与该干扰只与本身本身电台有关，是自己对自己造成的干扰。电台有关，是自己对自己造成的干扰。 1.1.有用信号频率与本振信号频率的组合频率有用信号频率与本振信号频率的组合频率 设有用信号频率为设有用信号频率为 ，本振频率为，本振频率为 ，组合，组合 频率为：频率为： s f 0 f 0Ks fpfqf 2. 2. 造成干扰的条件：造成干扰的条件： 0Ksi fpfqff 称为二阶组合频率干扰，称为二阶组合频率干扰， 称为称为 三阶组合频率干扰，类推。三阶组合频率干扰，类推。 2p q 3pq 5 显然

4、：显然：若有用信号的频率接近中频的整数倍，则可能产生干扰哨声若有用信号的频率接近中频的整数倍，则可能产生干扰哨声。 1 Si p ff qp 在设计发射台的载波频率时，不能设置载波频率接近中频整数倍的在设计发射台的载波频率时，不能设置载波频率接近中频整数倍的 电台。电台。 此式，可分解为以下四个式子：此式，可分解为以下四个式子： 0 Ksi fpfqff 0 Ksi fpfqff 0Ksi fpfqff 0 Ksi fpfqff 不可能情况， 0si fff 不可能情况， 0si fff 所以，上述四式中，只两种情况成立，又所以，上述四式中，只两种情况成立，又 0si fff 将此式代入上两式

5、，有：将此式代入上两式，有： 0Ksi fpfqff 6 因为因为 2465930KHz 930KHz，所以会产生组合频率干扰。，所以会产生组合频率干扰。 理由：对应的本振频率为理由：对应的本振频率为 f0= 932+465=1397KHz。根据引起组合。根据引起组合 频率干扰的条件：频率干扰的条件： ，不难得出：当，不难得出：当p1， q2时，组合频率：时，组合频率： 例例1 1：设设 ， 。932 S fKHz465 i fKHz 3.3.抑制措施：抑制措施：将接收机的中频选在接收机的将接收机的中频选在接收机的频段频段外。外。 如：中频段如：中频段调幅调幅收音机的频率范围为收音机的频率范围

6、为5501605KHz， 将将中频中频设置为设置为465KHz，落在，落在频段频段之外。之外。 与与标准标准中频中频465KHz差拍差拍，产生，产生2KHz干扰哨声，无法消除。干扰哨声，无法消除。 进入检波器后，进入检波器后， 1397 2 932=467KHz K f 显然，可推得：为了防止显然，可推得：为了防止有用信号频率有用信号频率与中频的与中频的n次谐波次谐波产生产生 2020KHz 的干扰哨声，在的干扰哨声，在 n 次次 谐波谐波的附近，的附近， 有用信号有用信号 的的频率频率应满足：应满足：20120 isi nfKHzfnfKHz 0Ksi fpfqff 7 二、副波道干扰二、副

7、波道干扰（与两个电台的频率设置有关）（与两个电台的频率设置有关） 数学表达式为：数学表达式为： 0 00 00 1 () 1 () ni nini nini pfqff pfqfffpff q pfqfffpff q 可分解成四个方程，但仅两个有效。可分解成四个方程，但仅两个有效。 现象：现象：有用本振信号与干扰信号的组合频率接近中频，该组合频率有用本振信号与干扰信号的组合频率接近中频，该组合频率 在检波器中与在检波器中与标准标准中频中频差拍差拍，形成音频，产生干扰哨声。，形成音频，产生干扰哨声。 两个有效方程为：两个有效方程为： 根据根据 0 , iS fff有： 若两电台的组合频率接近中频

8、的整数倍时，会产生组合副波若两电台的组合频率接近中频的整数倍时，会产生组合副波 道干扰。道干扰。 如：两个电台，频率分别为如：两个电台，频率分别为 fs550KHz， fn 1566KHz；由于；由于156625504651, 所以两电台之间存在所以两电台之间存在 副波道干扰。副波道干扰。 其包含两种特殊情况：其包含两种特殊情况： (1) Si n pfpf f q (1) nSi qfpfpf 8 1.1.中频干扰中频干扰 0,1, ni pqff 所以，为避免中频干扰，需使得所以，为避免中频干扰，需使得中频中频落在落在接收接收波段波段之之 外。如外。如中波段中波段调幅收音机的频率范围为调幅

9、收音机的频率范围为5351605KHz，而而 中频固定为中频固定为 ；调频接收机波段为；调频接收机波段为88108MHz， 而而 。 465 i fKHz 10.7 i fMHz 如果如果，则，则干扰干扰信号频率本身信号频率本身等于等于 或或接近接近中频；在检波电路中中频；在检波电路中, 此干扰信号与标准中频信号此干扰信号与标准中频信号差拍差拍， 形成音频，产生哨声。形成音频，产生哨声。 (1) si n pfpf f q 9 2.2.镜像频率干扰镜像频率干扰 若若 则则 。根据。根据 有：有： 1,1,pq2 nSi fff 0Si fff 若两电台的频率之差为中频的两倍，会产生镜像干扰若两

10、电台的频率之差为中频的两倍，会产生镜像干扰。 在在军事军事通信中，常采用通信中，常采用高中频高中频 ，可避免，可避免镜像干扰镜像干扰。 （P145） 0is fff (1) Si n pfpf f q f0位于位于fs 和和 fn 的正中的正中间，即：间，即： fs 和和 fn 关于关于f0对称对称。 10 三、交叉调制干扰（三、交叉调制干扰（简称：交调简称：交调，与电台频率的设置无关与电台频率的设置无关） 原因原因：由晶体管特性曲线的由晶体管特性曲线的三次方三次方或或更高次更高次非线性非线性项项引起。引起。 注意：注意：经经数学分析可得，交叉调制与本振频率、干扰信号频率的数学分析可得，交叉调

11、制与本振频率、干扰信号频率的 关系无关，完全关系无关，完全由非线性器件特性曲线的由非线性器件特性曲线的三次方三次方或或以上以上高阶项高阶项 造成。因此，提高造成。因此，提高前端电路的前端电路的滤波性能、选择合适的滤波性能、选择合适的器件器件或或 合适的合适的工作状态工作状态，可大大减少交叉调制干扰。，可大大减少交叉调制干扰。 克服措施：克服措施： 提高混频器前级电路的选择性，以减小干扰信号的幅值。提高混频器前级电路的选择性，以减小干扰信号的幅值。 合理选择工作点和本振信号的幅值，使合理选择工作点和本振信号的幅值，使混频混频器件由器件由模拟模拟 乘法器乘法器构成；或使混频器件的转移特性曲线的构成

12、；或使混频器件的转移特性曲线的三次方三次方及及 以上项以上项极小，最好工作在平方区域。极小，最好工作在平方区域。 现象现象：接收机同时收到一台、二台的两个信号。：接收机同时收到一台、二台的两个信号。 一台与二台的载波是不同的；收听一台节目时，二台信号也一台与二台的载波是不同的；收听一台节目时，二台信号也 进入一台；且一台清晰，二台也清晰；一台不清晰，二台也不清进入一台；且一台清晰，二台也清晰；一台不清晰，二台也不清 晰。即：好像干扰电台的调制转移到了有用信号的载波上。（是晰。即：好像干扰电台的调制转移到了有用信号的载波上。（是 危害性较大的一种电台干扰形式）危害性较大的一种电台干扰形式） 11

13、 四、互调干扰四、互调干扰（简称：互调，与三个电台频率的设置有关简称：互调，与三个电台频率的设置有关） 称为二阶互调，称为二阶互调， 称为三阶互调，类推。称为三阶互调，类推。2,m n 3,mn 原因原因：由高放或混频中由高放或混频中非线性器件非线性器件特性曲线特性曲线的的二次二次、三次三次或或更更 高次高次项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。 现象：现象：接收一台时，二台与三台的组合频率正好接近一台；该组合接收一台时，二台与三台的组合频率正好接近一台；该组合 频率与一台一同进入检波电路，差拍后得音频信号，产生哨叫声。频率与一台一同进入检波电

14、路，差拍后得音频信号，产生哨叫声。 设有用信号频率设有用信号频率fs，干扰信号频率为，干扰信号频率为fn1、fn2，当满足下式时：，当满足下式时： 12nns mfnff 三三个信号的组合频率满足：个信号的组合频率满足： 12 | snni pfmfnff 时，也会产生互调干扰。时，也会产生互调干扰。 ,会产生互调干扰。会产生互调干扰。 原理：原理：可用两个数学表达式来说明：可用两个数学表达式来说明： 12 五、阻塞干扰五、阻塞干扰 现象：现象：如果输入电路如果输入电路抑制抑制不良不良，当一个，当一个强干扰信号强干扰信号进入接收机进入接收机 后，会使后，会使高放级高放级和和混频器混频器工作于严

15、重的非线性区域，甚至工作于严重的非线性区域，甚至 破坏晶体管的工作状态，使破坏晶体管的工作状态，使输出信噪比输出信噪比大大下降。也就是大大下降。也就是 强信号阻塞现象强信号阻塞现象。 注：注： 如果信号过强，可能会导致如果信号过强，可能会导致晶体管晶体管的的 PN 结击穿。此时，结击穿。此时， 晶体管的正常工作被破坏，产生晶体管的正常工作被破坏，产生完全完全堵死堵死的阻塞现象的阻塞现象。 阻塞干扰与电台的频率设置无关。阻塞干扰与电台的频率设置无关。 13 六、相互混频六、相互混频 现象：现象：本振信号的两侧存在本振信号的两侧存在边带噪声边带噪声（图中的虚线三角区域）（图中的虚线三角区域）。 设

16、设 f n1和和 f n2 为两个为两个干扰信号干扰信号，它们与，它们与边带噪声边带噪声中的中的 某些频率某些频率组合组合后，产生的频率分量可能正好落在后，产生的频率分量可能正好落在中频中频 通带通带内，形成内，形成中频噪声中频噪声。结果，。结果，使输出信噪比下降。使输出信噪比下降。 相互混频时，是用相互混频时，是用边带噪声边带噪声去调制去调制干扰信号干扰信号，故，故相互混频相互混频又称又称 为为噪声调制噪声调制。 为了避免为了避免相互混频相互混频现象，应现象，应尽量尽量使得使得本振信号本振信号的的频谱频谱纯净。纯净。 注：注： 14 例例1：如果混频器的转移特性关系式为：如果混频器的转移特性

17、关系式为： 2 012Cbebe ibbvbv 问：会不会受到中频干扰和镜像干扰？会不会产生干扰电台问：会不会受到中频干扰和镜像干扰？会不会产生干扰电台 所引起的交调和互调干扰，为什么？所引起的交调和互调干扰，为什么？ 答：答：（1）可能受到中频干扰，因为中频干扰与转移特性无关。）可能受到中频干扰，因为中频干扰与转移特性无关。 （2) 可能受到镜像干扰，因为镜像干扰与转移特性无关。可能受到镜像干扰，因为镜像干扰与转移特性无关。 （3）不会产生交调。因为交调是由晶体管）不会产生交调。因为交调是由晶体管特性曲线特性曲线的三次的三次 或更高次非线性项产生，而表达式中无三次项。或更高次非线性项产生，而

18、表达式中无三次项。 （4) 会产生互调。因为互调由晶体管会产生互调。因为互调由晶体管特性曲线特性曲线的二次、三的二次、三 次或更高次非线性项产生。次或更高次非线性项产生。 15 例例2：湖北台频率：湖北台频率f1774KHz，武汉台，武汉台f21035KHz，问它们对，问它们对 某短波（某短波（fs212MHz，fi465KHz）收音机的哪些频率将产）收音机的哪些频率将产 生互调干扰？（注：只考虑组合频率系数之和不超过的情形）生互调干扰？（注：只考虑组合频率系数之和不超过的情形） 解：若满足解：若满足 12s mfnff，则产生互调。，则产生互调。 12 12 12 12 1,1:1.809,

19、 0.261, -0.261, -1.809, mnffM ffM ffM ffM 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 12 12 12 12 1,2:22.844, 21.296, -21.296, -22.844, mnffM ffM ffM ffM 落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 不存在不存在 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 不存在不存在 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 1,3: mn 16 12 12 12 12 2,1: 22.583, 20.513, -20.51

20、3, -22.583, mnffM ffM ffM ffM 落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 12 12 12 12 2,2: 223.618, 220.522, -220.522, -223.618, mnffM ffM ffM ffM 落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 12 12 12 12 2,3: 234.653, 231.557, 231.557, -234.653, mnffM ffM ffM ffM 落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 不存在不存在 不存在不存在

21、不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 不存在不存在 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 2,4: mn 17 12 12 12 12 3,2: 324.392, 320.252, -320.252, -324.392, mnffM ffM ffM ffM 落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 12 3,3: 335.427,mnffM落在落在212M区域，产生互调。区域，产生互调。 谐波次数更高时，对应组合频率的干扰较小，可不考虑。谐波次数更高时，对应组合频率的干扰较小，可不考虑。 在在2 212MHz12MHz

22、波段内，湖北台波段内，湖北台 （f1774KHz） 和武汉台和武汉台 （f21035KHz）对对2.844MHz、2.583MHz、3.618MHz、 4.653MHz、4.392MHz、5.427MHz产生互调干扰。产生互调干扰。 不落在不落在212M区域，不产生互调。区域，不产生互调。 不存在不存在 不存在不存在 18 例例3 一超外差广播接收机，中频一超外差广播接收机，中频fi465KHz。在收听。在收听933KHz的的 电台时，发现除了正常信号外，还伴有音调约电台时，发现除了正常信号外，还伴有音调约3KHz的哨叫声。的哨叫声。 而且如果转动收音机的调谐旋钮，此哨叫声还会变化。试分析：而

23、且如果转动收音机的调谐旋钮，此哨叫声还会变化。试分析： （1）此现象是如何引起的，属于哪种干扰？）此现象是如何引起的，属于哪种干扰？ （2）在）在5351605KHz波段内，在哪些频率刻度上还会波段内，在哪些频率刻度上还会出现这种现象？出现这种现象？ （3）如何减小这种干扰？）如何减小这种干扰？ 解解（1）根据题目给定数据，根据题目给定数据，fs2fi ， ，符合 符合组合频率干扰组合频率干扰表达式。表达式。 此时，有用信号频率与自身本振信号频率的频率组合接近此时，有用信号频率与自身本振信号频率的频率组合接近 中频，该组合频率加到检波器上，与标准中频差拍，形成中频，该组合频率加到检波器上，与标

24、准中频差拍，形成 音频，出现哨叫声音频，出现哨叫声。 （2） 显然，当频率为显然，当频率为927KHz时，也会出现时，也会出现3KH在的哨叫声。在的哨叫声。 来源：来源：2465KHz927KHz3KHz。 3465KHz1395K，落在，落在5351605波段内，则在波段内，则在 1392KHz和和1398KHz处，也会出现处，也会出现KH在哨叫声。在哨叫声。 来源：来源：3465KHz1392KHz3KHz （注：（注：fS=1392, f0=1857, -1857+21392927） 1398KHz3465KHz3KHz （3 3） 有用信号频率不能接近中频整数倍，且应将有用信号频率不能

25、接近中频整数倍，且应将接收机的中频接收机的中频 选在接收机的频段外。选在接收机的频段外。 19 例例4 超外差收音机中频超外差收音机中频fif0-fs=465KHz。试分析下列现象：。试分析下列现象： （1）收听收听550KHz的电台时，还能听到的电台时，还能听到1480KHz电台的干扰。电台的干扰。 （2）收听收听1945KHz的电台时，还能听到的电台时，还能听到740KHz电台的干扰叫声。电台的干扰叫声。 （3）收听收听1395KHz的电台时，可同时收到的电台时，可同时收到810KHz和和690KHz的信的信 号，但不能单独收到其中一个台（如另外一台停播）的信号。号，但不能单独收到其中一个

26、台（如另外一台停播）的信号。 解解（1）依题意，两电台频率之差）依题意，两电台频率之Hz 为为镜像干扰镜像干扰，是，是组合副波道干扰组合副波道干扰的一种特殊情况。的一种特殊情况。 550KHz 1480KHz 20 1945 2 740465KHz （2 2） 两个电台的组合频率接近中频的整数倍，所以是两个电台的组合频率接近中频的整数倍，所以是副波道干扰副波道干扰。 （3 3） 由于不能单独听到其中一个电台，所以是两个干扰信号由于不能单独听到其中一个电台，所以是两个干扰信号 产生的互调干扰。产生的互调干扰。 21 (2)1395(2 810690) 139593046

27、5 snn fffKKK KKKHz 原因原因：由高放、混频级中：由高放、混频级中非线性器件非线性器件特性曲线特性曲线的二次、三次或的二次、三次或 更高次项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。更高次项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。 21 例例5：某短波接收机在接收：某短波接收机在接收12MHz电台时，镜像干扰为电台时，镜像干扰为15.2MHz， 则中频频率为多少？则中频频率为多少？ 解：根据概念，当两电台的频率之差为中频的两倍时，会出现解：根据概念，当两电台的频率之差为中频的两倍时，会出现 镜像干扰，所以有：镜像干扰，所以有： 15.2 12 1.6 22 ns i ff fMHz 22 22 例例6 6 某超