東華大學(xué)高頻電子電路通信電子電路課件7-6匯總

地位：超外差接收機(jī)的重要組成部分(下變頻)；發(fā)射機(jī)的重要組成部分(上變頻)。的輸入高頻信號(hào)變換為固定的中頻信②高質(zhì)量通信接收機(jī)：二極管環(huán)形混1.混頻器與變頻器的差別變頻電路中，本振信號(hào)由電路自身產(chǎn)變頻器＝混頻器+本機(jī)振蕩器↓↓(1)要實(shí)現(xiàn)寬帶，有一定增益的高頻放例如，調(diào)幅收音機(jī)頻率范圍535~要在整個(gè)頻帶內(nèi)兼顧增益和選擇性很知識(shí)點(diǎn)(了解)：微波接收機(jī)和衛(wèi)星接收機(jī)的中頻信號(hào)2.混頻器的組成及變頻作用f,f及f的關(guān)系ISLi)混頻器取出二個(gè)輸入信號(hào)的差頻，即f=ff(高本振)或f=ff(低本振)ILSISLISii)混頻器取出二個(gè)輸入信號(hào)的和頻，即f=f+f，ILSrIS下面給出調(diào)制信號(hào)為單頻信號(hào)時(shí)混頻u(t)SLu(t)I調(diào)制信號(hào)為音頻信號(hào)時(shí)混頻器功能示3.變頻基本原理的數(shù)學(xué)分析－冪函數(shù)如果在非線性器件上同時(shí)加上二個(gè)高頻信號(hào)uL(t)和uS(t)，只要使變頻器工作于變頻管輸入特性曲線的彎曲部分，就會(huì)在其輸出電流中產(chǎn)生新的頻率成2SLSmSLmLi=a+a[u(t)+u(t)]+a[u(t)+u(t)]201SL2SL=a+a(Vcost+Vcost)+2(V2+V2)01SmSLmL2SmLm2SmSLmL2SmLmSLSL特性的平方項(xiàng)，在u(t),u(t)的共同作用差頻分量()；和頻成分(+)；SLSLSL若選擇差頻()，則稱為下變頻SL若選擇和頻(+)，則稱為上變頻SL1)變頻增益(或變頻損耗)表征混頻器將輸入高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸定義：混頻器輸出中頻電壓幅值V與Im輸入信號(hào)電壓幅值V的比值A(chǔ)=Im pPSVA=20lgImcV(dB)IS分別是輸出的中頻功率和輸入高IS分別是輸出的中頻功率和輸入高變頻損耗是對(duì)不具備混頻增益的混頻I2)噪聲系數(shù)入端信號(hào)頻率f上的輸入信噪比與在混頻器輸出端中頻頻率f上的輸出信INF=S=i輸入信噪比(在信號(hào)頻率fNF=S=i輸出信噪比(在中頻頻率f上)(S/N)Ioo這是理想狀態(tài)。NF部噪聲越大，混頻器的內(nèi)部噪聲主要由非線性器件增益壓縮的概念(混頻器和放大器中重理想混頻器的混頻增益為常數(shù)，即Im=A=常數(shù)VVSm輸出的中頻信號(hào)振幅VIm輸入已隨著輸入信號(hào)V的加大，變頻增益將性功率增益1dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的中頻功率i)當(dāng)輸入信號(hào)功率較低時(shí)，混頻增益為信號(hào)功率的增幅隨輸入信號(hào)的增加而趨于緩慢，直到比線性增長(zhǎng)低1dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出中頻功率稱為1dB壓縮電平，用P表示。I1dBiii)混頻器的動(dòng)態(tài)范圍指混頻器正常工作時(shí)的射頻信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)范圍的下限電平是由噪聲系數(shù)決定的最小輸入信號(hào)功率。動(dòng)態(tài)范圍的上限電平是P所對(duì)應(yīng)的輸I1dB11mW10lg=0dBm122mW10lg=3dBm1dB是增益的單位，無量綱如：A=10lgI(dB)VPS0i頻輸入、中頻輸出回路有良好的選擇性。選擇性主要取決于混頻器輸出端的5)混頻失真如何減小失真與干擾是混頻器研究中理論上要求混頻器的各端口之間是隔離的，任一端口上的功率不會(huì)竄通到其二極管混頻器不適合于高度集成無線產(chǎn)品的設(shè)計(jì)晶體三極管混頻器最為重要的應(yīng)用在于高度集成和減小電流的場(chǎng)合。晶體三極管混頻的主要優(yōu)點(diǎn)：變頻增益大于1(要求本振電壓的幅值較小50~200mV之間)。通常BJT混頻器可有大約20dB的變頻增益，而電流中的組合頻率分量容許的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍大。在短波和超短波接收機(jī)中應(yīng)用廣泛f(t)(f(t))22Iu=V+u(t)+u(t)=V(t)+u(t)BEBB0LsBBs為了減小非線性器件產(chǎn)生不需要的分振信號(hào)是大信號(hào)，而輸入信號(hào)為小信。在一個(gè)大信號(hào)uL和一個(gè)小信號(hào)uS同時(shí)成小信號(hào)的工作點(diǎn)隨大信號(hào)變化而變晶體管的工作點(diǎn)由本振信號(hào)電壓和偏BEQBB0LBBV(t)隨時(shí)間變化，稱為時(shí)變靜態(tài)工作因?yàn)閡S信號(hào)很小，因此對(duì)于uS而言，混頻器中的三極管工作在線性時(shí)變狀if(u)I(t)+g(t)u(t)(642)CBE0SI(t)和跨導(dǎo)g(t)都是時(shí)變的(圖6.4.180CBE(a)三極管轉(zhuǎn)移特性曲線iuCBE?ug(t)=?i?uBEBB0L(b)根據(jù)各點(diǎn)切線的斜率畫出guBEBB0L(b)根據(jù)各點(diǎn)切線的斜率畫出gu，線性：由于u是小信號(hào)，因此晶體管可視為工作于線性狀態(tài)。時(shí)變：由于工作點(diǎn)由uL(t),VBB共同確電壓V(t)在V的基礎(chǔ)上按本振電壓BBBB0u的規(guī)律作周期性變化時(shí)，跨導(dǎo)g也隨LL將g(t)展開為傅立葉級(jí)數(shù)01L2L1LL1LL由(6-4-2)iCf(uBE)I0(t)+g(t)uS(t)輸入信號(hào)電壓uS相乘LSmC21SmLCLC=gV[cos()t+cos(21SmLCLC(電導(dǎo))(電壓)電流=得中頻電流分量，ILC(+)項(xiàng)被濾波器濾除LCii=Icost=gVcost=gVcostIImI21SmImcSmI※混頻(變頻)跨導(dǎo)Im混頻(變頻)跨導(dǎo)和時(shí)變跨導(dǎo)g(t)的關(guān)mc21122u=Ri=RgVcostIeIemcSmIV其中，R為輸出中頻回路諧振電阻；e混頻跨導(dǎo)gmc(即gc)越大,變頻增益AV路的混頻增益與混頻跨導(dǎo)gmc成正比V管參數(shù)、本振電壓幅度ULm和靜態(tài)偏解析波形”各點(diǎn)的斜率的連線即為跨導(dǎo)特性g圖的關(guān)系”gmc與Eb(VBB0)UU實(shí)際三極管混頻電路采用分壓式偏置電路，當(dāng)ULm增大到一定值后，由于極偏置電壓將自靜態(tài)值VBB0向截止下圖所示是常用三極管混頻器的幾種基本形式。電路的共同特點(diǎn)是利用三極管轉(zhuǎn)移特性的非線性實(shí)現(xiàn)頻率變換的。((a)(b)(c)(d)頻率的牽引，出現(xiàn)本振頻率fLO等于信不易產(chǎn)生牽引現(xiàn)象。但本振電壓u從LO振電壓uLO從射極注入，電路需要的本頻電路的形式。它們的區(qū)別是本振電壓注入方式和三極管交電路形式(a)和(b)都是共射極電路電路電路形式(b)的本振電壓由發(fā)射極注電路形式(c)和(d)都是共基極電路，與(a)、(b)電路相比的輸入阻抗小，變頻頻率較高時(shí)，因?yàn)閒>>f，這時(shí)它們的a