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6.5混频器原理及电路一混频概述二混频电路三混频器的干扰返回6.5.1混频器原理1.混频器的变频作用混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络本地振荡信号)(LLfu一个中频输出信号：)(IIfu两个输入信号与输出信号之间的关系：的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心频率：su输入信号Iu与输出信号cLIfff其中输出高中频输出低中频cLcLIfffff6.5混频器原理及电路返回uc(fc)uL(fL)uI(fI)混频器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有两个输入信号：高频调制波)(ccfufcfc+Ffc+Ffuc的频谱fcfLfuL的频谱fIfI+FfI+FfuI的频谱tuc(t)tuc(t)tuL(t)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混频器是频谱的线性搬移电路，完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频谱线性搬移功能。2ΩmaxωI=ωL-ωc乘法器带通滤波器混频器的一般结构框图设输入已调波信号：ttUuccccoscostUucLLcos那么两信号的乘积项为：tttUUtttUUucLcLLcLcLcI)cos()cos(cos21coscoscos2.混频器的基本工作原理：ωLuLωL-ωcωL+ωcuI本振信号:ucωc如果带通滤波器的中心频率为cLI,带宽max2B则经带通滤波器的输出为：ttUttUUttUUuIILccLLcIcoscoscoscos21)cos(cos21I仿真uI返回ucuLuLuc非线形元件带通滤波器可见输出中频信号的包络形状没有变化，只是填充频率Iu由c变化成IcL(1)调幅(DSB为例)uΩ乘法器带通滤波器uDSBuo2Ωmaxωo（2）检波uDSB乘法器低通滤波器uouΩΩmax（3）混频uDSB=uc乘法器uL带通滤波器uIωI=ωL-ωcωLωc3.振幅调制、检波与混频器的相互关系ωI=ωL-ωC2Ωmax返回仿真2仿真1仿真3调幅与混频本质的一致性•前面讲过，混频的作用在频域上看，是对信号的频谱的搬移。–例如从天线上收到1000kHz的信号，用“超外差”接收机接收，会使用1000+465=1465kHz的本振与之混频，将信号从1000kHz的高频段，搬移至465kHz(差频)的中频段，以便于放大处理–在这里，由于差频肯定小于原高频信号，所以起到了“向低处搬移频谱”的作用调幅与混频本质的一致性（续）•反之，如果我们想让一个较低频率(通常小于4kHz)的原始语音信息调制到高频(如1000kHz),以便天线发射，那么我们只要将频率为4kHz的语音信息与996kHz的信号混频，输出端取和频（996+4=1000kHz），即达到了调制目的•可见调制与混频使用的电路可以是完全一样的，只是输入信号不同，以及输出滤波器的选择频率不同罢了。调幅与混频的比较输入信号输出信号信号频谱搬移效果混频振幅调制①天线接收的高频信号②高频本振信号差频从高频中频①麦克风产生的低频信号②高频载波信号和频或差频或二者从低频高频因为混频器常作为超外差接收系统的前级，对接收机整机的噪声系数影响大。所以希望混频级的越小越好。nF(1)变频增益：变频电压增益:sIuUUA输入高频电压振幅输出中频电压振幅变频功率增益:cIPPGP(2)噪声系数:噪声功率比输出端中频信号噪声功率比输入端高频信号//0nInicnPPPPF6.5.2混频器主要性能指标(3)失真与干扰变频器的失真主要有:频率失真非线性失真(4)选择性在混频器中，由于各种原因总会混入很多与中频频率接近的干扰信号,为了抑制不需要的干扰，要求中频输出回路具有良好的选择性，矩形系数趋近于1。ttUttgRtutSgRuccLLdLcdLIcos)(...3cos32cos221)()(高质量通信设备中以及工作频率较高时，常使用平衡型混频器环形混频器优点：噪声低，电路简单，组合分量少。例1.二极管平衡混频器设输入信号ttUtuccccos)()(本振信号:tUtuLLLcos)(若cLUU则输出电压:6.5.3实用混频电路如果输出中频滤波器的中心频率为:)(cLImax2B谐振阻抗为LR，则输出电压ttUttURgttURgtuIIIcLdcLcLdIcos)(cos)(4)cos()(π4)(而环形混频器的输出是平衡混频器输出的2倍。且减少了输出信号频谱中组合频率分量,即减少了混频器所特有的组合频率干扰。仿真+uI_+uL-+uc-VD1VD22CRL2LT1T2+uL-T3uc+-uc+-1.二极管混频器利用第4章所...