三极管混频电路.ppt

三极管混频电路三极管混频电路在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为 另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信 号变成另一个较低频率的同类已调信号例如：； 在调频广播接收机中, 把载频位于88 MHz～108MHz 的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号 完成这种频率变换的电路称变频器，采用变频器后 ，接收机的性能将得到提高本振信号用于产生一 个等幅的高频信号UL ，并与输入信号US经混频器后 所产生的差频信号经带通滤波器滤出目前，高质 量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差 分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机 （例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用 简单的三极管混频器 变频器组成图如下调幅波频率形图和混频前后的频 谱原理图：三级管混频器实验原理电路图vin1VCCRb1R b2Re CeVoutLCCin1 CoutCin2vin2电容Cin1、Cin2、Cout为信号输入和输出的耦合电容(隔直电容），起到隔 直流的作用，使前后级的直流电位不相互影响，保证各级工作的稳定性去耦电容Ce对高频交流信号相当于短路，消除偏置电阻 Re对高频信号的负反馈作用，提高高频信号的增益。

电阻元件Rb1、Rb2、Re 决定晶体管的工作点电路中的电感 L和电容C组成 的谐振电路起 选频作用，在 产生的组合频 率中选择所需 要的中频输出 信号下图为仿真时的电路图： 滑动变阻器R4和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻 ，用来决定晶体管基极的直流电压电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie一个瓷片电 容和一个电 解电容并联 ，则起滤波 作用瓷片 电容滤除高 频，电解电 容器滤除低 频，使输出 的直流信号 纹波和干扰 更小，有利 于降低电路 噪声 步骤一、输入信号的频率为10MHz，本振信号的频 率为10.455MHz，两者的频率差为455kHz，仿真观 察输出信号的波形及频率（波形记录如下）将时间轴调小，将图形放大了测量其幅值该变频增益为Vi/Vs=2.164V/0.998V=2. 2• 规律总结：随着射极电流的增大，电路的 变频增益也逐渐增大但是随着射极电流 的增大，混频电路的噪声系数会急剧增加 ，受噪声影响输出波形有很多毛刺（如下 图）因此，射级电流也不能太大步骤二、在仿真过程中增加射极电流 Ie的值，观察混频器变频增益的变化 ，和输出波形的变化噪声，失真 度）射极电电流（mA） 0.7140.7981.172.3变频变频 增益(倍) 2.28.13710.714.7• 晶体管需要设置一个合适的直流工作点 ，才能保证混频器电路正常工作，有一 定的电压增益。

通常，适当的增加晶体 管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的 交流放大倍数，增大混频器电路的变频 增益但Ie过大，混频电路的噪声系数 会急剧增加对于混频器电路，一般控 制Ie在0.2-1mA之间步骤三、在仿真过程中增加本振信 号的幅度，保持输入信号幅度1V不 变观察混频器变频增益的变化，和 输出波形的变化噪声，失真度 ）本振信号幅度（V） 35710变频增益(倍) 2.23.84.25.1规律总结：变频增益随着本振信号电压幅度的变大而增加 Vo=3vVo=5vVo=7vVo=10v步骤四、在仿真过程中保持本振信号的幅度 5V不变，增加输入信号的幅度，观察混频器 变频增益的变化，和输出波形的变化噪 声，失真度）输入信号幅度（V） 1234变频增益(倍) 3.82.21.51.3规律总结：变频增益随着输入信号幅度的增加而减小Vs=1vVs=2vVs=3vVs=4v思考• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本振信 号幅度（输入信号幅度不变）的增大而增大，当 增大到一定程度后又逐渐减小？问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号要 远远大于输入信号???• 问题1、为什么混频电路的电压增益会随本 振信号幅度（输入信号幅度不变）的增大 而增大，当增大到一定程度后又逐渐减小 ？ • 答:输入信号幅度不变时，逐渐增加本振信 号的幅度，刚开始由于本振信号的幅度较 小，晶体管的变频跨导较小，此时随着本 振信号幅度的增加，晶体管的变频跨导也 逐渐增加，混频器的变频增益逐渐增加。

当本振信号幅度达到一定大小时，再增加 本振信号的幅度，晶体管工作点的变化更 加剧烈，晶体管的变频跨导就会逐渐下降 ，混频器的变频增益也逐渐下降，并且混 频器的噪声系数会大大增加 • 问题2、为什么要满足Vo>>Vs,即本振信号 要远远大于输入信号？ • 答：输入信号电压很小，那么无论它工作 在特性曲线的哪个区域，都可以认为特性 曲线是线性的，而本振信号电压相对很大 的话，可以认为器件参量基本上是受本振 信号控制的，即在这种情况下可以认为器 件的跨导随简谐振荡电压周期性改变，从 而起到混频的作用12级通信工程一班二组 。