东华大学高频电子电路通信电子电路课件7-6汇总

地位：超外差接收机的重要组成部分(下变频)；发射机的重要组成部分(上变频)。的输入高频信号变换为固定的中频信②高质量通信接收机：二极管环形混1.混频器与变频器的差别变频电路中，本振信号由电路自身产变频器＝混频器+本机振荡器↓↓(1)要实现宽带，有一定增益的高频放例如，调幅收音机频率范围535~要在整个频带内兼顾增益和选择性很知识点(了解)：微波接收机和卫星接收机的中频信号2.混频器的组成及变频作用f,f及f的关系ISLi)混频器取出二个输入信号的差频，即f=ff(高本振)或f=ff(低本振)ILSISLISii)混频器取出二个输入信号的和频，即f=f+f，ILSrIS下面给出调制信号为单频信号时混频u(t)SLu(t)I调制信号为音频信号时混频器功能示3.变频基本原理的数学分析－幂函数如果在非线性器件上同时加上二个高频信号uL(t)和uS(t)，只要使变频器工作于变频管输入特性曲线的弯曲部分，就会在其输出电流中产生新的频率成2SLSmSLmLi=a+a[u(t)+u(t)]+a[u(t)+u(t)]201SL2SL=a+a(Vcost+Vcost)+2(V2+V2)01SmSLmL2SmLm2SmSLmL2SmLmSLSL特性的平方项，在u(t),u(t)的共同作用差频分量()；和频成分(+)；SLSLSL若选择差频()，则称为下变频SL若选择和频(+)，则称为上变频SL1)变频增益(或变频损耗)表征混频器将输入高频信号转换为输定义：混频器输出中频电压幅值V与Im输入信号电压幅值V的比值A=Im pPSVA=20lgImcV(dB)IS分别是输出的中频功率和输入高IS分别是输出的中频功率和输入高变频损耗是对不具备混频增益的混频I2)噪声系数入端信号频率f上的输入信噪比与在混频器输出端中频频率f上的输出信INF=S=i输入信噪比(在信号频率fNF=S=i输出信噪比(在中频频率f上)(S/N)Ioo这是理想状态。NF部噪声越大，混频器的内部噪声主要由非线性器件增益压缩的概念(混频器和放大器中重理想混频器的混频增益为常数，即Im=A=常数VVSm输出的中频信号振幅VIm输入已随着输入信号V的加大，变频增益将性功率增益1dB时所对应的中频功率i)当输入信号功率较低时，混频增益为信号功率的增幅随输入信号的增加而趋于缓慢，直到比线性增长低1dB时所对应的输出中频功率称为1dB压缩电平，用P表示。I1dBiii)混频器的动态范围指混频器正常工作时的射频信号输入动态范围的下限电平是由噪声系数决定的最小输入信号功率。动态范围的上限电平是P所对应的输I1dB11mW10lg=0dBm122mW10lg=3dBm1dB是增益的单位，无量纲如：A=10lgI(dB)VPS0i频输入、中频输出回路有良好的选择性。选择性主要取决于混频器输出端的5)混频失真如何减小失真与干扰是混频器研究中理论上要求混频器的各端口之间是隔离的，任一端口上的功率不会窜通到其二极管混频器不适合于高度集成无线产品的设计晶体三极管混频器最为重要的应用在于高度集成和减小电流的场合。晶体三极管混频的主要优点：变频增益大于1(要求本振电压的幅值较小50~200mV之间)。通常BJT混频器可有大约20dB的变频增益，而电流中的组合频率分量容许的输入信号动态范围大。在短波和超短波接收机中应用广泛f(t)(f(t))22Iu=V+u(t)+u(t)=V(t)+u(t)BEBB0LsBBs为了减小非线性器件产生不需要的分振信号是大信号，而输入信号为小信。在一个大信号uL和一个小信号uS同时成小信号的工作点随大信号变化而变晶体管的工作点由本振信号电压和偏BEQBB0LBBV(t)随时间变化，称为时变静态工作因为uS信号很小，因此对于uS而言，混频器中的三极管工作在线性时变状if(u)I(t)+g(t)u(t)(642)CBE0SI(t)和跨导g(t)都是时变的(图6.4.180CBE(a)三极管转移特性曲线iuCBE?ug(t)=?i?uBEBB0L(b)根据各点切线的斜率画出guBEBB0L(b)根据各点切线的斜率画出gu，线性：由于u是小信号，因此晶体管可视为工作于线性状态。时变：由于工作点由uL(t),VBB共同确电压V(t)在V的基础上按本振电压BBBB0u的规律作周期性变化时，跨导g也随LL将g(t)展开为傅立叶级数01L2L1LL1LL由(6-4-2)iCf(uBE)I0(t)+g(t)uS(t)输入信号电压uS相乘LSmC21SmLCLC=gV[cos()t+cos(21SmLCLC(电导)(电压)电流=得中频电流分量，ILC(+)项被滤波器滤除LCii=Icost=gVcost=gVcostIImI21SmImcSmI※混频(变频)跨导Im混频(变频)跨导和时变跨导g(t)的关mc21122u=Ri=RgVcostIeIemcSmIV其中，R为输出中频回路谐振电阻；e混频跨导gmc(即gc)越大,变频增益AV路的混频增益与混频跨导gmc成正比V管参数、本振电压幅度ULm和静态偏解析波形”各点的斜率的连线即为跨导特性g图的关系”gmc与Eb(VBB0)UU实际三极管混频电路采用分压式偏置电路，当ULm增大到一定值后，由于极偏置电压将自静态值VBB0向截止下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。((a)(b)(c)(d)频率的牵引，出现本振频率fLO等于信不易产生牵引现象。但本振电压u从LO振电压uLO从射极注入，电路需要的本频电路的形式。它们的区别是本振电压注入方式和三极管交电路形式(a)和(b)都是共射极电路电路电路形式(b)的本振电压由发射极注电路形式(c)和(d)都是共基极电路，与(a)、(b)电路相比的输入阻抗小，变频频率较高时，因为f>>f，这时它们的a