【正文】 頻器原理分析 tVtttRr Rv SSLdLo u t ??????? c os)5c os543c os34c os4(000 ?＋＋???S?? ?0 S?? ?03 S?? ?05分量又減少了比與二極管平衡混頻器相 S?,信噪比。有利于降低噪聲，提高垃圾減少這些分量垃圾其他分量都是除了 ,0 S?? ?88 目前，許多從短波到微波波段的整體封裝二極管環(huán)形混頻器已作為系列產(chǎn)品，一個用于 ~500MHz的典型環(huán)形混頻器的外形及電路示于下圖。 使用時， 8， 9端外接信號電壓 ?s， 4端相連， 6端相連，然后在 3， 5端間加本振電壓 ?0， 中頻信號由 1， 2端輸出。此電路除用作混頻器外，還可以用作相位檢波器、調(diào)制器等。 ( a)89123456( b )89 二極管混頻器與三極管混頻器的比較 三極管混頻器 優(yōu)點：變頻增益大于 1 缺點： 動態(tài)范圍較小 組合頻率干擾嚴重 噪聲較大 存在本地輻射 二極管混頻器 優(yōu)點： 動態(tài)范圍較大 組合頻率干擾少 噪聲較小 不存在本地輻射 缺點：變頻增益小于 1 90 167。 差分對模擬乘法器混頻電路 ? 模擬乘法器混頻原理 tS?cost0cos?ttS 0co sco s ?? ?])c o s ()[ c o s (21 00 tt SS ???? ????只有和頻、差頻分量，“垃圾”分量最少 91 X Y Z 電路符號 模擬乘法器混頻器的優(yōu)缺點 ? 優(yōu)點： ? 頻率分量最“干凈”（無用頻率分量少） ? 缺點： ? 輸入信號只能是 mv級 tttt SSS )c o s (21)c o s (21c o sc o s 000 ?????? ????92 差分對模擬乘法器混頻電路實用電路 1 k ? 1 k ? 0 . 0 1 + 8 V 0 . 0 0 1 4 . 5 ? H 0 . 0 0 1 0 . 0 0 1 51 ? 10k? 51? 6 . 8 k ? – 8V 50 k ? 調(diào)零 v0 vs vi 2 3 7 8 1 4 10 5 9 6 MC 1 5 9 6 5 ~ 8 0 p F 9 ~ 4 8 0 p F 100?H 100?H 信號電壓由端子①輸入 最大值約 15mV 本振電壓由端子⑧輸入 振幅約 100mV 相乘后的信號由第⑥端子輸出經(jīng)帶通濾波后，即可獲得中頻信號輸出。 93 94 167。 混頻器中的干擾 干擾產(chǎn)生的原因： 0is ff??大 量 數(shù) 值 接 近 f 的 無 用 頻 率 分 量? 干擾的主要種類 ? 組合頻率干擾和副波道干擾 ? 交叉調(diào)制干擾 ? 互相調(diào)制干擾 ? 阻塞現(xiàn)象和相互混頻 了解即可 重點掌握 形成干擾的條件 滿足一定的頻率 其幅值較大 由于混頻器是依靠非線性元件來實現(xiàn)變頻，而通過非線性元件的信號將含有許多頻率成份 Sqfpf ?? 0 , (p , q=0,1, 2,3,….) 有用信號 vS(f c) v0(f 0) v中頻 (f i) 非線性元件 中頻濾波器 u( ) Sqfpf ?? 0如果設(shè)輸入信號為 )( ss fv ,本振頻率信號為 )(00 fv而 這 些組合頻率的信號中只要和中頻頻率 Si fff ?? 0 相同或接近， 都會和有用信號一起被選出，并送到后級中放，經(jīng)放大后解調(diào)輸出而引起串音，哨叫和各種干擾，從而影響有用信號的正常工作。 B fi 167。 組合頻率干擾和副波道干擾 即當(dāng) 時會產(chǎn)生干擾哨叫。 is fpqpf??? 1情況 1. 有用信號和本振產(chǎn)生的組合頻率干擾 (干擾哨聲 ) 95 iS fqfpf ??? 0例子 ? 反面例子 ? 正面例子 M H zfM H zfM H zf iS 1566,5 0 ????? 則中頻若信號，從而干擾真正的中頻但 M H zff S 1242545 0 ????附近了就不會落到此時則中頻若iSiSfqfpfk H zfk H zfk H zf00 465965,500????96 選擇合適的中頻，使干擾點數(shù)少，最強干擾的階數(shù)高 。 例題 1： 某超外差接收機的中波段為 531~1603kHz， f i = f 0 － f s =465kHz，問：在該波段內(nèi)哪些頻率能產(chǎn)生較大的干擾哨聲 (設(shè)非線性特性為 6次方項及其以下項 )？ 解： ∵ f s= 531~1603kHz ∴ f s/ f i =~ 據(jù)題意， p+q≤6 當(dāng) p=1, q=2 時， ，此值在 ~。 21 ??? pqp則 f s ≈ 2 f i=930kHz，即 2f s － f 0 ≈ f i 。 上式說明 f s 為 930kHz 時，將產(chǎn)生組合頻率干擾。 情況 外來干擾信號和本振產(chǎn)生的干擾 (1) 組合副波道干擾 如果混頻器之前的輸入回路和高頻放大器的選擇性不夠好，除了要接收的有用信號外，干擾信號也會進入混頻器。 會產(chǎn)生組合副波道干擾。 時， ????????ininfqfpffqfpf00v0(f 0) v中頻 (f i) 噪聲 vn(f n) 非線形元件 中頻濾波器 u( ) nqfpf ?? 0B fi k H zffk H zfk H zfk H zfk H zfnniS4652,1 4 6 5,465,965,50000??????則此時若有噪聲頻率中頻例如若98 (2) 副波道干擾 （是組合副波道干擾的特例） 在組合副波道干擾中，某些特定頻率形成的干擾稱為副波道干擾。這種干擾主要有中頻干擾和鏡像干擾。 1)中頻干擾 當(dāng)干擾信號的頻率等于或接近 fi 時的干擾。 2)鏡像 頻率干擾 當(dāng)外來干擾信號的頻率 fn=fs+2fi 時的干擾 f S f 0 f n f i 此時這種干 擾信號頻率 nf與輸入信號頻率 Sf以本振頻率 0f為對稱軸形成鏡像對稱的關(guān)系 。 f i ,465,965,500 0 k H zfk H zfk H zf iS ??? 中頻例如若則形成中頻干擾此時若有噪聲頻率中頻例如若,465,465,965,500 0k H zfk H zfk H zfk H zfniS????99 則形成鏡像干擾此時若有噪聲頻率 ,1 4 3 0465965 k H zf n ???167。 交叉調(diào)制干擾 ? 產(chǎn)生的原因： ? 由混頻器 3次方以上的非線性傳輸特性產(chǎn)生 ? 現(xiàn)象： ? 當(dāng)所接收電臺的信號和干擾電臺同時進入接收機輸入端時，如果接收機調(diào)諧于信號頻率，可以清楚地收到干擾信號電臺的聲音，若接收機對接收信號頻率失諧，干擾臺的聲音也消失。 100 有用信號和干擾信號一起作用產(chǎn)生的干擾。 167。 互相調(diào)制干擾 ? 產(chǎn)生的原因： ? 兩個或兩個以上的干擾進入到混頻器的輸入端時，由于器件的非線性作用，它們將產(chǎn)生一系列組合頻率分量。如果某些分量的頻率等于或接近于中頻時，就會形成干擾，稱為互調(diào)干擾。 ? 現(xiàn)象： ? 接收機調(diào)諧于信號頻率，可以清楚地收到干擾信號電臺的聲音，若接收機對接收信號頻率失諧，干擾臺的聲音仍然存在。 由于還沒有學(xué)調(diào)制 ,所以此處暫不細講 101 167。 阻塞干擾與相互混頻 ? 產(chǎn)生的原因： ? 強干擾信號進入混頻器。 ? 阻塞干擾：當(dāng)一個強干擾信號進入接收機輸入端后，由于輸入電路抑制不良，會使前端電路內(nèi)放大器或混頻器的晶體管處于嚴重的非線性區(qū)域，使輸出信噪比大大下降。 ? 相互混頻：由于本振源內(nèi)存在雜散邊帶功率，強干擾與雜散邊帶噪聲混頻產(chǎn)生的頻率分量落在中頻通帶內(nèi)形成中頻噪聲。 ? 現(xiàn)象：電路癱瘓或存在嚴重噪聲。 102 167。 克服干擾的措施 (1) 提高混頻級前端電路 (天線回路和高放 )的選擇性。 (2) 合理地選擇中頻，可減小組合頻率干擾。 (3) 合理地選擇混頻管的靜態(tài)工作點。 103 例如：對于中頻干擾 ， 加中頻陷波器 ① 將中頻選在接收頻段之外 ② 采用高中頻方案 ， 使鏡像干擾頻率遠離有用信號頻率 將 Q 點設(shè)置在混頻器件特性的二次方區(qū)域 ， 盡量減少三次方項或更高次項所引起的交叉調(diào)制干擾 一、 頻率變換電路必須由非線性器件來實現(xiàn)， Diode、BJT及 FET的伏安特性都是非線性的，具有頻率變換作用。 二、當(dāng)輸入信號較小時采用指數(shù)函數(shù)和冪級數(shù)分析法比較準確；當(dāng)輸入信號較大時采用折線分析法比較簡易；當(dāng)有兩個大、小信號同時輸入時，采用線性時變分析法比較方便。 三、在實際頻率變換電路中，有用的頻率分量只是其中幾項，因此需要采取一定措施來減少或抑制輸出頻率中不需要的組合頻率項。 本 章 小 結(jié) 四、相乘器是實現(xiàn)頻率變換的重要電路。理想相乘器的輸出只存在兩個輸入信號的和頻、差頻。 五、混頻器是一種頻譜的線性搬移電路，是頻率變換電路的一種。常用的混頻電路有：三極管混頻器、場效應(yīng)管混頻器、二極管平衡混頻器、 二極管環(huán)形混頻器、模擬乘法器混頻器 ，其中最后兩種混頻器產(chǎn)生的組合頻率分量較少。 六、混頻電路中存在特有的干擾，其性能的好壞直接影響整個有用信號的接收。因此，在電路設(shè)計上要特別注意混頻干擾的影響，應(yīng)采取措施加以克服或減小。 本 章 小 結(jié) 本章的重點 ? 非線性電路的特征 ? 冪級數(shù)分析法及其產(chǎn)生頻率分量的規(guī)律 ? 折線分析法中流通角與電流脈沖表達式 ? 二極管混頻器的計算 ? 二極管與三極管混頻器的優(yōu)缺點比較 ? 模擬乘法器混頻的優(yōu)缺點 ? 組合干擾的計算 106 本章結(jié)束