第7章 混频电路

第六章小结调角信号的基本概念，包括定义、表达式、频谱结构、有效带宽及功率等参数。调频的方法有直接调频法和间接调频法两种。斜率鉴频和正交鉴频是两种主要鉴频方式。斜率鉴频器是先频幅转换，后包络检波；正交鉴频器是先频相转换，后鉴相。第7章混频器原理及电路

一混频概述二混频工作原理三混频器的干扰7.1概述

混频(或变频)是将信号的频率由一个数值变换成另一个数值的过程。完成这种功能的电路叫混频器(或变频器)。如广播收音机，中波波段信号载波的频率为535kHz～1.6MHz，接收机中本地振荡的频率相应为1～2.065MHz，在混频器中这两个信号的频率相减，输出信号的频率等于中频频率465kHz。

在无线电技术中，混频的应用非常普遍。在超外差式接收机中，所有输入信号的频率都要变成中频，广播收音机的中频等于465kHz，电视接收机的中频等于38MHz。在发射机中，为了提高发射信号的频率稳定度，采用多级式发射机，用一个频率较低的石英晶体振荡器做主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频。此外电视差转机收发频道的转换，卫星通信中上行、下行频率的变换等等都必须采用混频器。分类：混频器（变频器）：信号的频率发生变化，从一频率变换为另一频率。(1)上混频：将已调信号频谱搬移到发射需要的频段。

应用于：发射机(2)下混频：将接收信号的频谱从射频段搬移到中频段。应用于：接收机

混频：频谱的线性搬移电路。完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频谱线性搬移功能。

混频器的一般结构框图

1.混频器的基本结构本机振荡器vIFvLO非线性器件

带通滤波器vRF2混频器工作原理混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。本地振荡信号

一个中频输出信号：ucuLuI混频器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有两个输入信号：

高频调制波

fcfc+FFc-Ffuc的频谱fcfLfuL的频谱fIfI+FfI-FfuI的频谱tuc(t)tuc(t)tuL(t)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混频过程中的频谱变换p151(a)本振频谱(b)信号频谱(c)输出频谱(1)调幅(DSB为例)

uΩ乘法器带通滤波器uDSBu载波2Ωmaxωc（2）检波

uDSB乘法器低通滤波器u同步uΩΩmax（3）混频

uDSB=uc乘法器uL带通滤波器uIωI=ωL-ωcωLωc3.振幅调制、检波与混频器的相互关系

ωI=ωL-ωC2Ωmax1.混频增益混频电压增益:

混频功率增益

:混频器主要指标参数

根据混频器有无功率增益

无源混频器：混频功率增益小于1有源混频器：混频功率增益大于12.线性范围输入射频信号为小信号时，混频器是一个线性系统。混频增益是定值，输出中频信号与输入射频信号的幅度成正比。当输入射频信号幅度增大时，混频器存在非线性失真。3.混频失真由于器件的非线性特点，混频器输出电流中包含了众多的组合频率分量。当组合频率分量落在中频带宽内，就形成对有用中频信号的干扰，引起失真，将严重影响通信质量。（1）干扰哨声混频器的中频为：本振频率与射频频率的各次谐波引起的组合频率会产生哨声干扰。F可听的音频频率其中称为混频比。

减少哨声干扰的方法：

正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰

正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量

采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率

如平衡电路，环形电路，乘法器。

（2）寄生通道干扰主通道：射频信号与本振信号产生中频的通道。当混频器的输入信号中有干扰信号时，本振信号会与干扰信号产生中频寄生通道：干扰信号与本振信号产生中频的通道。其中

p,q=0,1,2,3….

如果选频器所选择的正常中频信号为:则可能形成的寄生通道干扰为：凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰在这类干扰中主要有：中频干扰，镜频干扰中频干扰当p=0,q=1时，

即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频器，可以直接通过混频器进入中频放大电路，并被放大、解调后在输出端形成干扰。抑制中频干扰的方法：

提高混频器前级的选择性在混频器前级增加中频吸收电路

合理选择中频数值，中频选在工作波段之外当

p=1,q=1时，则有：

镜像干扰（3）互调失真当混频器的输入口有多个干扰信号同时进入，每个干扰信号单独与本振信号作用的组合频率不等于中频信号，但同时作用的组合频率为中频信号。互调干扰：有两个干扰信号相互作用产生的干扰。4.端口隔离理想混频器要求射频口、本振口、中频口相互隔离。各端口隔离不理想产生的影响：（1）本振口向射频口的辐射：使本振大信号影响接收机前端的高频小信号放大器的工作；（2）射频口对本振口的影响：使射频中的强干扰信号影响本地振荡器的工作（稳定性、输出功率）；（3）本振口对中频口的影响：本振大信号使以后的中频放大器各级过载。5.阻抗匹配（1）阻抗匹配射频口与中频口的匹配可以使与各端口相接的滤波器正常工作。（2）每个端口对其他端口的信号力求短路，减小端口之间的干扰。总结P1537.2有源混频器电路

vRF+-+-uLVBBVCCVTCLUB(t)ic晶体三极管混频器

晶体管的偏置电压

在混频过程中，晶体管的跨导随本地振荡信号做周期型变化，混频管可看成线性参变元件。

当射频信号通过线性参变元件时，产生各种组合频率分量，经LC选频网络选出中频，实现变频。

双极型晶体三极管混频器基本电路的交流通道

:共射极混频电路：本振信号由基极串联方式注入；本振信号由射极注入.

共基极混频电路：

(a)uc+-uL+-LCVT(d)uL+-uc+-LCVT(c)uc+-+-uLLCVT(b)L