高频电子第二次实验报告三极管混频电路

实验报告课程:高频电子技术实验:三极管混频电路班级:电信142班组员:辛杰李聪黄盟宋明春罗流菊日期:二零一五年十月三十日一、实验目的①通过实验熟悉三极管混频电路的工作原理。②掌握三极管混频电路的混频增益的测试方法。二、实验原理混频,又称为变频,是一种信号频率变换过程,指将信号的某一个频率或频段变换成我们需要的另一种频率或频段。能完成这种频率变换过程的电路就叫做变频器,也称混频器。三极管混频电路是超外差接收机中广泛应用的电路。它的主要特点通过混频（变频）实现高频信号的频率变换。从而将一个较大的频率空间内的接收频率转变成为一个固定的较低的频率。因而，主放大电路可以按照这个频率进行设计，从而保证整机的增益、通带等性能指标。实验电路如图1-1所示。接收到的高频信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的基极。本机振荡信号（由高频信号发生器产生）送到混频管的发射极。由于三极管的非线性作用，将产生一个差频信号（中频）由集电极输出并由LC谐振回路选出。送到中频放大电路。图1—1三极管混频电路三、实验电路图1-1所示电路为实验电路，它是本振信号从发射极注入式的晶体管混频电路。具有较高的混频增益。本实验电路要求完成的技术指标：输出中频fI=465KHz，通频带2△f0.7=6KHz，增益A>20dB，RL=1kΩ。电路主要元件参数：晶体管CS9018，β=60，查手册知在f0=300MHz，IC=2mA，Vcc=9V条件下测得y参数为gie=2mS，Cie=12PF，goe=250μs，Coe=4pF，yfc=40mS，yre=350μS。如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作为参考。要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。中频变压器参数：L=4μH，Q0=100，P1=0.6，P2=0.3。回路电容C1=10PF，C2=(5～20)PF，在调谐过程中使用微调电容C2，调整中心频率。直流偏置由Rb1、Rb2、Rc实现，电阻器W1为47kΩ，用于调整静态工作点。电路中的电容一般使用体积小的瓷片电容。四、实验仪器高频信号产生器QF-10561台双踪示波器DOS-645B1台频率特性测试仪BT-31台超高频毫伏表DA-361台晶体管直流稳压电源1台万用表1块无感起子1把小信号调谐放大器实验电路板1块五、实验内容及步骤（一）三极管混频器的测试1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，用石英晶体振荡器产生10.7MHz的射频信号，用集成电路振荡器产生10.245MHz的本振信号。操作步骤如下：（1）K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V，主板＋5V接模块＋5V，主板－5V接模块－5V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1、K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED4、LED5亮。（2）射频信号（10.7MHz）从TP5处输出，调节W2可改变射频信号的幅度，使该模块TP5处10.7MHz信号的峰峰值为2V左右（用数字存储示波器观察读数）。（3）本振信号（10.245MHz）从TP7处输出。调节W4可改变本振信号的幅度，使该模块TP7处10.245MHz信号的峰峰值为2V左右（用数字存储示波器观察读数）。2、连接三极管混频实验电路,测量静态工作点（1）在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨，K5向右拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，主板－12V接该模块－12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关。K4向右拨，若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。（2）测量静态工作点。用数字万用表测三极管Q1、Q3相关数据，填表1－1。表1－1静态工作点管号UE（V）UC（V）UB（V）UBE（V）UCE（V）Q12.939.363.580.650.42Q3-10.11-10.11-9.470.6303、输入本振信号和射频信号（1）连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP7。（2）连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP8。4、观察中频信号用数字存储示波器在混频器模块的TT1处观察中频信号的频率是否为10.7MHz－10.245MHz＝455KHz。调节混频器模块的W1使TT1处波形最大不失真。用数字存储示波器观察读数，记录TT1处波形的最大峰峰Vmp-p及频率f，填表1－2。表1－2三极管混频--观察中频信号T（s）f（KHz）Vmp-p（V）理论值实测值2.21us455khz453khz2.88v（二）乘法器混频的测试1、产生射频信号和本振信号在主板上正确插好正弦波振荡器模块，用石英晶体振荡器产生10.7MHz的射频信号，用集成电路振荡器产生10.245MHz的本振信号。操作步骤如下：（1）K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V，主板＋5V接模块＋5V，主板－5V接模块－5V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关，K1、K11、K12向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1、LED4、LED5亮。（2）射频信号（10.7MHz）从TP5处输出，调节W2可改变射频信号的幅度，使该模块TP5处10.7MHz信号的峰峰值为1V左右（用数字存储示波器观察读数）。（3）本振信号（10.245MHz）从TP7处输出。调节W4可改变本振信号的幅度，使该模块TP7处10.245MHz信号的峰峰值为大于1.5V（用数字存储示波器观察读数）。2、连接混频实验电路在主板上正确插好混频器模块，该模块开关K1、K2、K3、K4向左拨，K7向下拨、K5向右拨（K6向上向下拨均可）。主板GND接该模块GND，主板＋12V接该模块＋12V，主板－12V接该模块－12V。检查连线正确无误后，打开实验箱右侧的船形开关。K2、K3向右拨。若正确连接，则该模块上的电源指示灯LED2、LED3亮。3、输入本振信号和射频信号（1）连接正弦波振荡器模块的TP5与混频器模块的TP6。（2）连接正弦波振荡器模块的TP7与混频器模块的TP5。（三）实验中注意事项1、本实验使用了两个模块，测量信号时，数字存储示波器探头的接地线应接在该信号所在的模块上，以便使观察到的波形更好。2、由于三极管Q3极间PN结的存在，当三极管混频器的-12V电源不打开时，三极管混频器则成为二极管混频器。因此，即使－12V电源不打开，也能在TT1处观察到455KHz的中频信号，且此中频信号的频谱较之打开电源时纯净（在数字示波器上反映为此波形较细），这是因为三极管混频器较之二极管混频器组合频率较多，干扰严重且噪声较大。3、当10.245MHz本振信号和10.7MHz射频信号都接入到混频器时，由于本振信号、射频信号和中频信号之间并不是完全隔离的，所以，这三路信号之间可通过电路中的元器件、公共电源和地等相互影响。这种影响表现为混频器输入端本振信号和射频信号的抖动，可通过适当调节本振信号和射频信号的幅度来改善。六、思考题1、为什么输入与输出相差465KHZ时电路能够实现变频作用，输出中频465KHZ。其它频率输出很小或不输出。解：由本机振荡器和混频器组成，其作用是将输入电路选出的信号（载波频率为fs的高频信号）与本机振荡器产生的振荡信号（频率为fr）在混频器中进行混频，结果得到一个固定频率（465kHz）的中频信号。这个过程称为“变频”，它只是将信号的载波频率降低了，而信号的调制特性并没有改变，仍属于调幅波。由于混频管的非线性作用，fs与fr在混频过程中，