【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 三極管差分對(duì)模擬乘法器原理電路 vo v1 v2 i0 ?????????TBETBEV/scEV/scEveiiiveiii212211其中qKTV T ?為 PN 結(jié)內(nèi)建電勢(shì)， si 為飽合電流。 而 3T 的集電極電流：)e1(i)ii1(iiii T1 V/v1E1E2E1E2E1Eo???????其中： 2BE1BE1 vvv ?? 為差模輸入信號(hào)電壓。167。 線性時(shí)變參量電路分析法 二、 模擬乘法器電路分析 由上式可得 ：TVvoE e ii /111 ??? 同理可得：TVvoE eii /211 ?? 則：差分輸出電流為： 21 ccod iii ??)1()1( /1121211 TVvEEEEEEo eiiiiiii ???????可見，該電路實(shí)現(xiàn)了 乘法功能 ，即具有頻率變換作用。其缺點(diǎn)是輸出端存在 非相乘項(xiàng) ，因此它不是理想的乘法器。采用 雙模擬乘法器 可解決此問題。 模擬乘法器電路分析 vo v1 v2 i0 令 Kv2=K’ ， 則 vo又可表示為 K’ 可視為 v1的電壓放大系數(shù)（時(shí)變電壓放大系數(shù)也是時(shí)變參量的一種） 。因此， 模擬乘法器電路可看作是 時(shí)變參量電路的一種。 ov21100 vKvvKv ?? 1vov?? 0K K? 1v1v如果回路端電壓 : )t(v)t(vv 21d ??而?????tVtvtVtvmm222111c o s)(c o s)(??, 且 m2m1 VV ?? ， )( m2 ?D 受 )(2 tv 的控制工作在大信號(hào)開關(guān)狀態(tài) 即有：?????????0,00,122vvvRridLdd167。 線性時(shí)變參量電路分析法 二、開關(guān)函數(shù)分析法 + vd id 取開關(guān)函數(shù)??????0v,00v,1)t(S22dLdd vtSRri )(1???drD? 的 正 向 導(dǎo) 通 電 阻50 又因?yàn)?)( tS 為周期函數(shù)， 故其付里葉級(jí)數(shù)為： v2 S (t) 167。 線性時(shí)變參量電路分析法 二、開關(guān)函數(shù)分析法 221 2 2( ) c o s c o s . . . . . .23S t t t????? ? ? ?1211 4 ( 1 )[ 1 c o s ( 2 1 ) ]2 ( 2 1 )nnntn ??????? ? ???取開關(guān)函數(shù)??????0v,00v,1)t(S2251 的頻譜di1? 2? 22?12 ??? 12 ??? 123 ?? ? 123 ?? ?二、開關(guān)函數(shù)分析法 ])12c o s ()12()1(4 ])12c o s ()12()1(4[)(212112211121tnnvtnnvvvRrinnnnLdd??????????????????????????可見電流 i 中包括的 頻率 成分 v1和 v2的頻率成分 ?1 和 ?2 v1和 v2的各奇次諧波頻率的和頻與差頻 (2n1)?2177。 ?1 v2的偶次諧波頻率 2n?2 167。 混頻器的工作原理 ? “混頻”？ ? 教材 144頁(yè)給出了混頻的概念，但是由于我們還沒學(xué)習(xí)到調(diào)制與解調(diào)，所以我們同時(shí)給出一個(gè)比較簡(jiǎn)明的概念： ? 將 2個(gè)或 2個(gè)以上不同頻率的信號(hào)輸入到一個(gè)非線性電路中，通過選頻網(wǎng)絡(luò)從輸出信號(hào)中可提取出“差頻”或“和頻”信號(hào)，通常稱這種非線性電路為“混頻器” 第四章 非線性電路分析法和混頻器 52 高頻 放大 中頻 放大 解調(diào)器 混頻器 本地 振蕩器 低頻 放大 自動(dòng) 增益 控制 輸入 回路 變頻器的工作原理 作用： 將高頻信號(hào)變換為固定的中頻信號(hào) 。 具有這種作用的電路稱為混頻器 （ mixer） 或變頻器 (convertor)。 會(huì)產(chǎn)生差頻。輸入到非線性電路中，后不同頻率的余弦波疊加我們?cè)谇懊鎸W(xué)過，兩個(gè)余弦波分別是：如果這兩個(gè)不同頻率的),(co s這里是為了分析簡(jiǎn)便能是一個(gè)單一余弦波要注意實(shí)際的語(yǔ)音不可低頻語(yǔ)音信號(hào) tVv SSS ??)t(co sV 000 通常由振蕩器產(chǎn)生高頻載波信號(hào) ??v167。 混頻器的工作原理 54 ? 假設(shè)非線性電路的表達(dá)式為 167。 混頻器的工作原理 20 )( vvki S ???代入上式可得與則將 0vv S 200 )c o sc o s( tVtVki SS ?? ??? ? ? ? tVtkVtVktVk 2211222211 c o sc o s2c o sc o s ???? ????)(21 202 VVk S ??tkVtkV SS 0202 2co s212co s21 ?? ??直流分量倍頻分量tVkVtVkV SSSS )c o s ()c o s ( 0000 ???? ????和頻分量 差頻分量分別畫出其頻譜55 167。 混頻器的工作原理 語(yǔ)音輸入信號(hào)頻譜 ?)(?SFS?)( SV載波輸入信號(hào)頻譜 ?)(0 ?F0?)( 0V輸出 信號(hào) 頻譜 S?2 ?)(out ?F02?0?S?? ?0 S?? ?0設(shè)計(jì)一個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò) S?2S?? 20 ?從低頻搬移到了高頻 要注意若采用差頻，搬移后頻譜要左右翻轉(zhuǎn) 56 57 輸出取差頻 中頻 下變頻器 i o sf f f??輸出取和頻 高中頻 上變頻器 i o sf f f??混頻器的作用 ? 主要用于信號(hào)的頻譜搬移及調(diào)制解調(diào) 167。 混頻器的工作原理 58 特點(diǎn)： 必須保持調(diào)制規(guī)律不變。 AGC 輸入 回路 本地 振蕩器 混頻器 中頻 放大 解調(diào)器 高頻 放大 低頻 放大 波形描述 特點(diǎn)： 必須保持調(diào)制規(guī)律不變。 混頻器 波形描述 Ff ?i Ff ?iifFf ?s Ff ?ssf 0f0≈ ≈ ≈ 相對(duì)幅度 f 中頻調(diào)幅波 高頻調(diào)幅波 本振信號(hào) 總結(jié)： 混頻是頻譜的線性搬移過程，即混頻前后的頻譜結(jié)構(gòu)相同，亦即保持了調(diào)制規(guī)律不變的特點(diǎn)。 頻譜搬移 頻譜描述 頻譜變換電路 60 非線性電路具有頻率變換的功能，即通過非線性器件產(chǎn)生與輸入信號(hào)波形的頻譜不同的信號(hào)。 當(dāng)頻率變換前后，信號(hào)的 頻譜結(jié)構(gòu)不變 ，只是將信號(hào)頻譜無(wú)失真在頻率軸上搬移，則稱之為線性頻譜變換，具有這種特性的電路稱之為線性頻譜變換電路（頻譜搬移電路）。 線性頻譜變換電路 ： 3. 變頻器的質(zhì)量指標(biāo) （ 1）變頻電壓增益的概念 電壓振幅不是載波輸入有用信號(hào)的振幅輸出的差頻或和頻電壓變頻電壓增益)(?vcA混頻電路 0vv S ? ω0ωS 帶通濾波 tVkV SS )co s ( 00 ?? ?LSLSvc RkVVRVkVA00 ??子中根據(jù)定義在上面這個(gè)例LR要注意此結(jié)果并非適用于所有電路和信號(hào)，具體情況要具體計(jì)算 167。 混頻器的工作原理 61 62 （ 4）噪聲系數(shù)： 高頻輸入端信噪比與中頻輸出端信噪比的比值。 （ 2）選擇性： 抑制中頻信號(hào)以外的干擾的能力。 （ 3）非線性干擾： 抑制組合頻率干擾、交調(diào)、互調(diào)干擾等干擾的能力。 上述的幾個(gè)質(zhì)量指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的，應(yīng)該正確選擇管子的工 作點(diǎn)、合理選擇本振電路和中頻頻率的高低，使得幾個(gè)質(zhì)量 指標(biāo)相互兼顧，整機(jī)取得良好的效果。 3. 變頻器的質(zhì)量指標(biāo) （ 5）工作穩(wěn)定性 63 4. 變頻器的分類 （ 1）按器件分： 二極管混頻器、 三極管混頻器 、 場(chǎng)效應(yīng)管變頻器 模擬乘法器混頻器 （ 2）按工作特點(diǎn)分： 單管混頻 環(huán)型混頻 平衡混頻、 不包括本振信號(hào)在內(nèi)的電路部分稱為混頻器。 167。 晶體 (三極 )管混頻器 ? 本節(jié)的結(jié)構(gòu) ? 晶體三極管混頻器的電路組態(tài)種類及優(yōu)缺點(diǎn) ? 晶體三極管混頻的原理 第五章 非線性電路分析法和混頻器 64 167。 晶體三極管混頻器電路組態(tài)種類及優(yōu)缺點(diǎn) ? 按三極管的交流接地點(diǎn)不同來(lái)分 ? 按兩個(gè)輸入信號(hào)是否從同一極輸入來(lái)分 共發(fā)射極 共基極 同極輸入 不同極輸入 167。 晶體 (三極 )管混頻器 65 共發(fā)射極、信號(hào)從同極輸入三極管混頻器 f i + – + – v s v o ( a) 理解。頁(yè)超外差接收機(jī)電路來(lái)大家可結(jié)合教材第是本振信號(hào)。信號(hào)書上簡(jiǎn)稱為是攜帶信息的有用信號(hào)符號(hào)說明9。,:0vv S圖 (a)電路對(duì)振蕩電壓來(lái)說是共發(fā)電路 輸出阻抗較大（對(duì)諧振回路影響?。? 混頻時(shí)所需本地振蕩注入功率較小 （這主要是因?yàn)楣舶l(fā)電路功率放大性能較高） 但因?yàn)樾盘?hào)輸入電路 與振蕩電路 相互影響較大 (直接耦合，即串聯(lián) ) 可能產(chǎn)生頻率牽引現(xiàn)象 指本振 v0頻率隨 vs頻率改變而改變 167。 晶體 (三極 )管混頻器 66 共發(fā)射極、信號(hào)從不同極輸入三極管混頻器 f i + – + – v s v o ( b) 輸入信號(hào) 與本振電壓 分別從基極輸入和發(fā)射極注入 產(chǎn)生牽引現(xiàn)象的可能性小 對(duì)于本振電壓來(lái)說是共基電路 失真小 通常此時(shí)三極管起到雙重作用 :振蕩與混頻 而共基極的振蕩器穩(wěn)定性是最好的。 缺點(diǎn)是需要較大的本振注入功率 但這一點(diǎn)不難實(shí)現(xiàn) ,因此這種方式的混頻器在實(shí)際中應(yīng)用最多。 167。 晶體 (三極 )管混頻器 67 不易過激勵(lì)，因此振蕩波形好， 共基極的晶體三極管混頻器 f i + – + – v s v o ( c) f i + – + – v s v o ( d )