高頻電子線(xiàn)路第四章(new)(編輯修改稿)
2025-09-12 00:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 況，如功率放大器和檢波器 分析。詳細(xì)討論見(jiàn)高頻功率放大器章節(jié)。 ???? = ?? ???? ≤ ?????? ???? ???? ??????? ???? ?????? 變頻器 的工作原理 變頻或混頻 即對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其 載頻(常 稱(chēng)為射頻 )變換 到某一固定的頻率上 (常稱(chēng)為 中頻，常見(jiàn)為射頻和本振頻率的和差頻 )，而保持原信號(hào)的特征 (如調(diào)幅規(guī)律 )不變。 調(diào)幅波變頻波形圖 射 頻載波頻率 ～ 6MHz 本振頻率 ～ 中頻載波頻率 465kHz 定義 ???? ???? 為什么 要 變頻或混頻？ 變頻 的優(yōu)點(diǎn) ： ? 減少設(shè)備體積和成本，便于信號(hào)的接收和發(fā)射； ? 增加信道數(shù)，提高信息容量； ? 錯(cuò)開(kāi)使用頻段，避免同頻段其他信號(hào)干擾。 變頻 的缺點(diǎn)： 容易 產(chǎn)生鏡像干擾、中頻干擾等 干擾。 變頻器 的分類(lèi) 按器件分 ： ① 晶體管混頻器：具有一定 的混頻 增益； ② 二 極 管 混頻器 ：具有 動(dòng)態(tài)范圍 大，噪聲??； ③ 場(chǎng)效應(yīng)管混頻器：交調(diào)、互調(diào)干擾 少。 按 結(jié)構(gòu) 分 ：?jiǎn)喂芑祛l、 平衡式混頻、 環(huán)型 混頻 按 中頻 分：上變頻器（和頻）、下變頻器（差頻） 從兩個(gè)輸入信號(hào)在時(shí)域上的處理 過(guò)程分： 疊加型混頻器、 乘積型混頻器 主要性能指標(biāo) ? 變頻 增益：混頻器輸出中頻 電壓 ??????與 輸入信號(hào) 電壓 ??????的幅 值之比。 ?????? =???????????? （ ） 或 ?????? =???????? （ ） 式中： ????中頻輸出信號(hào)功率； ????高頻輸入信號(hào)功率 ? 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 。 ? 選擇性：抑制中頻信號(hào)以外的干擾的能力 。 ? 非線(xiàn)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。 相互關(guān)聯(lián)，綜合考慮，合理選管 頻譜搬移的實(shí)現(xiàn) 兩 個(gè) 以上不同頻率的余弦波疊加后輸入到非線(xiàn)性變頻電路中，會(huì)產(chǎn)生和差頻等系列新頻率成分。 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 晶體 (三極 )管混頻器 晶體管混頻器的電路組態(tài) ? 對(duì) 振蕩電壓來(lái)說(shuō)是 共射電路 ，輸出阻抗 較大（ 對(duì)諧振回路影響小 ）； ? 信號(hào)輸入電路與振蕩電路相互影響較大 (直接耦合 )，可能產(chǎn)生頻率牽引現(xiàn)象。 ? 混頻時(shí)所需本地振蕩注入功率較?。ㄟ@主要是因?yàn)楣舶l(fā)電路功率放大性能較高）； ? 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 ??； ? 對(duì)于本振電壓來(lái)說(shuō)是共基電路，其輸入阻抗較小，不易過(guò)激勵(lì)，因此振蕩波形好，失真 ??； ? 需要較大的本振注入 功率。 但 這一點(diǎn)不難 實(shí)現(xiàn)，通常所需功率也只有幾十毫瓦，因此 這種方式的混頻器在實(shí)際中應(yīng)用最多。 ? 兩種 電路都是共基混頻 電路 ； ? 較低頻率工作 時(shí)，變頻增益低，輸入阻抗也 較低，因此 在頻率 較低 時(shí)一般都不采用 。 ? 較高頻率 工作時(shí) (幾十 MHz)，因?yàn)?共基電路 的 ????比共射電路的 ????要 大很多 ，所以 變頻增益較大。因此，在較高頻率 工作（ 如電視機(jī) 電路）時(shí) 采用這種電路 。 晶體管混頻原理：變跨導(dǎo)分析 法 晶體管混頻器基本電路 ??????為 基極偏置電壓；?????? 為 集電極直流電壓；????????組成 輸入回路 ，諧振于輸入信號(hào)頻率 ????； ???????? 組成輸出中頻回路 ，諧振 于 中頻 ???? = ???? ?????。 設(shè)輸入信號(hào)為 ???? = ???????????? ??????，本振信號(hào) ???? = ?????????? ?????? 實(shí)際上，發(fā)射結(jié)上作用有三個(gè)電壓 ?????? = ?????? +???? +???? 由于 信號(hào) 電壓 ????很 小，無(wú)論它工作在特性曲線(xiàn)的哪個(gè)區(qū)域，都可以認(rèn)為特性曲線(xiàn)是線(xiàn)性的 (如圖上 ????、 ????????和 ????????三段 的斜率是不同的 )。 因此在 晶體管混頻器的分析中，我們將晶體管視為一個(gè)跨導(dǎo)隨本振信號(hào)變化的線(xiàn)性參變 元件。 ?????? ?????? 加電壓后的晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn) 因?yàn)????? ? ??????使 晶體管工作在線(xiàn)性時(shí)變狀態(tài)，所以晶體管集電極靜態(tài) 電流 ???? ?? 和跨導(dǎo) ???? ?? 均 隨 ????作 周期性變化。 ???? +??BB ???? 由于信號(hào) ????遠(yuǎn)小于 ????， 可以近似認(rèn)為對(duì)器件的工作狀態(tài)變化沒(méi)有影響。此時(shí)流過(guò)器件的電流 為 : ???? = ?? ?????? = ?? ?????? +???? +???? （ ） 可將 ??????′ = ?????? +????看成 器件的交變工作點(diǎn)， 則 ????可 在其 工作點(diǎn) ??????′處 展開(kāi)為泰勒 級(jí)數(shù) : ???? = ?? ??????′ +???? = ?? ??????′ +??′ ??????′ ???? +??????′′ ??????′ ?????? +? 由于 ????的 值很小，可以忽略二次方及其以上各項(xiàng)， 則 ????近似為 : ???? ≈ ?? ??????′ +??′ ??????′ ???? = ?? ?????? +???? +??′ ?????? +???? ???? 其中 ?? ?????? +???? 是 ???? = ??時(shí)隨 ????變化 的電流，稱(chēng)為時(shí)變靜態(tài)電流 ， ??′ ?????? +???? 隨 ?????? +????而 變化，稱(chēng)為時(shí)變 電導(dǎo) ?? ?? 。 將 ???? = ?????????? ??????， ???? = ???????????? ??????帶入上式，展開(kāi)整理得： ???? ≈ ?????? +?????????????? ??????+?????????????? ????????+? + ???? +?????????? ??????+?????????? ????????+? ???????????? ?????? 展開(kāi)后，此 2項(xiàng)積化和差，產(chǎn)生差頻分量 : ?????? ?????? ?????? ???? ????? （ ） 若中頻頻率取差頻 ???? = ???? ????? 則混頻后輸出的中頻電流為 : 其振幅為 : ?????? = ??????
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