混频器模块的制作与调试精选PPT.ppt

混频器模块的制作与调试第1页，此课件共63页哦图1.51 无线电调幅接收机的组成框图无线电调幅接收机无线电调幅接收机第2页，此课件共63页哦为什么要变频？为什么要变频？1)工作稳定性好工作稳定性好,波段工作时其质量指标一致性好波段工作时其质量指标一致性好n提高提高 增益，加大放大倍数。增益，加大放大倍数。n接收机增益会受频率高低影响，一致性差接收机增益会受频率高低影响，一致性差n高频增益过高，容易引起自激。频率越高，越不稳定。高频增益过高，容易引起自激。频率越高，越不稳定。2)提高接收机的选择性提高接收机的选择性3)变频可提高接收机的灵敏度变频可提高接收机的灵敏度变频器变频器:它的根本任务是把高频信号变换成固定中频。而由于中频频率（我国采用它的根本任务是把高频信号变换成固定中频。而由于中频频率（我国采用465千赫）较变换前的高频信号（广播电台的频率）千赫）较变换前的高频信号（广播电台的频率）低，所以任何电台的信号都能得到相等的放大量。另外，中频的放大量容易做得比较高，而不易产生自激，所以超外差式收音机可以做得灵敏度很低，所以任何电台的信号都能得到相等的放大量。另外，中频的放大量容易做得比较高，而不易产生自激，所以超外差式收音机可以做得灵敏度很高。由于外来电台必须经过高。由于外来电台必须经过“变频变频”变成中频频率才能通过中频放大回路，所以可以提高收音机的选择性。变成中频频率才能通过中频放大回路，所以可以提高收音机的选择性。变频的缺点：变频的缺点：容易产生镜像干扰、中频干扰等干扰容易产生镜像干扰、中频干扰等干扰第3页，此课件共63页哦n在通信与电子技术中，频率（或频谱）变换是非常重要的概念。调制、解调与变频电路都属于频率在通信与电子技术中，频率（或频谱）变换是非常重要的概念。调制、解调与变频电路都属于频率（或频谱）变换电路。（或频谱）变换电路。n所谓频率变换，是指输出信号的频率与输入信号的频率不同，而且满足一定的变换关系。所谓频率变换，是指输出信号的频率与输入信号的频率不同，而且满足一定的变换关系。调制调制(Modulation)低频信号低频信号加载加载高频振荡信号高频振荡信号低低高高n1.混频器的作用混频器的作用-变频变频n变频（变频（Frequency Conversion）就是把高频信号经过频率变换，变为一个固定的频率。）就是把高频信号经过频率变换，变为一个固定的频率。第4页，此课件共63页哦解调解调(Demodulation)低频信号低频信号高频载波信号高频载波信号取出取出低低高高变频（变频（Frequency Conversion）中频信号中频信号高频已调信号高频已调信号高高中中频率变化频率变化包络形状不变包络形状不变第5页，此课件共63页哦频率变换电路分为频率变换电路分为:(1)频谱搬移频谱搬移将输入信号频谱沿频率轴进行不失真的搬移，搬移前后各频率分量的相对大小和将输入信号频谱沿频率轴进行不失真的搬移，搬移前后各频率分量的相对大小和频谱内部结构保持不变，频谱内部结构保持不变，调幅、检波和变频调幅、检波和变频电路都是这类电路。电路都是这类电路。频率变换电路是线性的还是非线性的频率变换电路是线性的还是非线性的?频谱结构未变频谱结构未变 非线性电路非线性电路uiuofAmfiAmffo频率变化频率变化输出包络形状不变输出包络形状不变线性频谱搬移线性频谱搬移第6页，此课件共63页哦将输入信号频谱进行特定的非线性变换，调频和鉴频、调相和鉴相等电路属于频谱非线将输入信号频谱进行特定的非线性变换，调频和鉴频、调相和鉴相等电路属于频谱非线性变换电路。性变换电路。fAmfAm频谱非线性变换频谱非线性变换频谱结构改变频谱结构改变但无论如何只要是频率变换就是非线性电路但无论如何只要是频率变换就是非线性电路 非线性电路非线性电路uiuo第7页，此课件共63页哦混频电路混频电路(变频电路变频电路)属于线性频谱搬移电路属于线性频谱搬移电路（b）变频后（a）变频前如何实现混频如何实现混频?由图可以看出，经过变频，输出的中频调幅波与输入的由图可以看出，经过变频，输出的中频调幅波与输入的高频调幅波的包络形状完全相同。唯一的差别是载波由高频调幅波的包络形状完全相同。唯一的差别是载波由高频高频fc变为中频变为中频f；或从频谱来看，变频仅把已调波的；或从频谱来看，变频仅把已调波的频谱不失真地由高频位置移到中频位置，而频谱的内部频谱不失真地由高频位置移到中频位置，而频谱的内部结构并没有发生变化。因此，结构并没有发生变化。因此，变频是频谱搬移电路。变频是频谱搬移电路。第8页，此课件共63页哦混频信号频谱的搬移及处理混频信号频谱的搬移及处理天线接收天线接收的电视信号的电视信号高频区高频区中频区中频区中频放大器比高频放大器容易实现，且更稳定中频放大器比高频放大器容易实现，且更稳定第9页，此课件共63页哦先混再选先混再选中中频频535K1000K465K高中频高中频低中频低中频第10页，此课件共63页哦常用的中频常用的中频:调幅收音机的中频为调幅收音机的中频为465KHZ调频收音机的中频为调频收音机的中频为10.7MHZ中频为中频为38MHZ微波接收机及卫星接收机的微波接收机及卫星接收机的中频为中频为70MHZ或或140MHZ535-1605KHz图像中频图像中频38M、伴音为、伴音为31.5M 第11页，此课件共63页哦混频器的组成与分类混频器的组成与分类n本本地地振振荡荡器器产产生生本本振振信信号号u0(t)；非非线线性性器器件件将将输输入入的的高高频频信信号号us(t)和和本本振振信信号号u0(t)进进行行混混频频，以以产产生生新新的的频频率率；带带通通滤滤波波器器则用来从各种频率成分中取出则用来从各种频率成分中取出中频信号中频信号。二极管混频器、二极管混频器、晶体管混频器、晶体管混频器、场效应管混频器场效应管混频器模拟乘法器混频器等模拟乘法器混频器等图4.2.3混频器的组成框图第12页，此课件共63页哦n混频器可根据所用非线性器件的不同分为混频器可根据所用非线性器件的不同分为 二极管混频器二极管混频器、晶体管混频器、晶体管混频器、场效应管混频器场效应管混频器模拟乘法器混频器模拟乘法器混频器 变容管混频器等变容管混频器等n混频器又可根据工作特点的不同，分为混频器又可根据工作特点的不同，分为单管混频器、单管混频器、平衡混频器、平衡混频器、环形混频器、环形混频器、差分对混频器差分对混频器参量混频器等。参量混频器等。第13页，此课件共63页哦混频器的性能指标混频器的性能指标:变频变频增益增益(conversion gain)(conversion gain)变频变频器中器中频输频输出出电压电压振幅振幅V Vimim与高与高频输频输入信入信 号号电压电压振幅振幅V Vsmsm之比，称之比，称为变频电压为变频电压增益或增益或变频变频放大系数，表示如下：放大系数，表示如下：失真失真(distortion)(distortion)和干和干扰扰(interference)(interference)失真有失真有频频率失真率失真(线线性失真性失真)与非与非线线性失真。由于非性失真。由于非线线性性还还会会产产生生组组合合频频率、率、交叉交叉调调制与互相制与互相调调制、阻塞和倒易混制、阻塞和倒易混频频等干等干扰扰。这这些是些是变频变频器器产产生的特有干生的特有干扰扰。选择选择性性(selectivity)(selectivity)接收有用信号接收有用信号(中中频频)，排除干，排除干扰扰信号的能力决定于信号的能力决定于中中频输频输出回路的出回路的选择选择性是否良好。性是否良好。噪声系数噪声系数 变频变频器的噪声系数器的噪声系数对对接收接收设备设备的的总总噪声系数影响很大，噪声系数影响很大，应应尽量降低。尽量降低。这这就要求很好地就要求很好地选择选择所用器件和工作点所用器件和工作点电电流。流。变频电压增益变频电压增益变频功率增益变频功率增益 变频增益高对提高接收机的灵敏度有利。变频增益高对提高接收机的灵敏度有利。第14页，此课件共63页哦混频器的工作原理混频器的工作原理n在实际应用中混频器可用于将高频已调波变换成中频已调波，也可能将高频信号变为频率更高但固定的高中频信号。这时同样只是把已调高频信号的载波频率变为更在实际应用中混频器可用于将高频已调波变换成中频已调波，也可能将高频信号变为频率更高但固定的高中频信号。这时同样只是把已调高频信号的载波频率变为更高的高中频，但调制规律保持不变。在频谱上也只是把已调波的频谱从高频位置移到高中频位置，高的高中频，但调制规律保持不变。在频谱上也只是把已调波的频谱从高频位置移到高中频位置，各频谱分量的相对大小和相互间距离并不发生变化。各频谱分量的相对大小和相互间距离并不发生变化。输出的中频可以取本输出的中频可以取本振信号频率与输入信号频率的差频，也可以取它们的和频。振信号频率与输入信号频率的差频，也可以取它们的和频。us=Usm cosstuo=U0m cos0t第15页，此课件共63页哦n一般非线性器件一般非线性器件:n设混频器的伏安特性为设混频器的伏安特性为非线性非线性即得 假定输入到混频器的两个信号都是正弦波假定输入到混频器的两个信号都是正弦波则将代入上式s ,0,2 0 ,2 s,0 s 第16页，此课件共63页哦0s0+s0-si频谱图第17页，此课件共63页哦带通滤波器中心频率设置为带通滤波器中心频率设置为:带宽为基带带宽带宽为基带带宽:变频跨导变频跨导1.第18页，此课件共63页哦 凡是伏安特性的幂级数展开式中含有二次方项的非线性器件，都具有相乘的作用，当然也都可以实现频凡是伏安特性的幂级数展开式中含有二次方项的非线性器件，都具有相乘的作用，当然也都可以实现频谱搬移。谱搬移。b2V2-平方项平方项-V1V2 乘积项乘积项-和频与和频与差频差频2.以上假设以上假设vs是正弦波的情况。如果是正弦波的情况。如果vs是调幅波，是调幅波，第19页，此课件共63页哦这样，就完成了变频作用。且为线性频谱搬移这样，就完成了变频作用。且为线性频谱搬移（b）变频后）变频后（a）变频前）变频前第20页，此课件共63页哦混频电路具体实现混频电路具体实现晶体管混频器的变频增益较高，因而在中短波接收机和测量仪器中广泛采用。图晶体管混频器的变频增益较高，因而在中短波接收机和测量仪器中广泛采用。图4.2.4为晶体管混为晶体管混频器的原理性电路。图频器的原理性电路。图4.2.4(a)中，本振电压中，本振电压v0和信号电压和信号电压vs都加在晶体管的基极与发射极之间，利用都加在晶体管的基极与发射极之间，利用基极与发射极之间的非线性特性来实现变频。实际上，晶体管混频器电路有多种形式。按照晶体管的组态基极与发射极之间的非线性特性来实现变频。实际上，晶体管混频器电路有多种形式。按照晶体管的组态和本振电压注入点的不同，有如图和本振电压注入点的不同，有如图4.2.4所示的四种基本电路。所示的四种基本电路。图4.2.4 晶体管混频器的电路组态(1)晶体管混频器晶体管混频器第21页，此课件共63页哦图图4.8(a)电路对振荡电压来说是共发电路，输人阻抗较大，因此电路对振荡电压来说是共发电路，输人阻抗较大，因此用作混频时，本地振荡电路比较容易起振，需要的本振注入功用作混频时，本地振荡电路比较容易起振，需要的本振注入功率也较小。这是它的优点。但是因为信号输入电路与振荡电路率也较小。这是它的优点。但是因为信号输入电路与振荡电路相互影响较大相互影响较大(直接耦合直接耦合)，可能产生牵引现象，可能产生牵引现象(pull-in phenomena)。这是它的缺点。当。这是它的缺点。当s与与0的相对频差不大时，的相对频差不大时，牵引现象比较严重，不宜采用此种电路牵引现象比较严重，不宜采用此种电路 图图4.8(b)电路的输入信号与本振电压分别从基极输入和电路的输入信号与本振电压分别从基极输入和发射极注入，因此，相互干扰产生牵引现象的可能性小。发射极注入，因此，相互干扰产生牵引现象的可能性小。同时，对于本振电压来说是共基电路，其输入阻抗较小，同时，对于本振电压来说是共基电路，其输入阻抗较小，不易过激励，因此振荡波形好，失真小。这是它的优点，不易过激励，因此振荡波形好，失真小。这是它的优点，但需要较大的本振注入功率；不过通常所需功率也只有但需要较大的本振注入功率；不过通常所需功率也只有几十毫瓦，本振电路是完全可以供给的。因此，这种电几十毫瓦，本振电路是完全可以供给的。因此，这种电路应用较多。路应用较多。第22页，此课件共63页哦非线性非线性(2)场效应管混频器场效应管混频器 特点：变频后频率分量较三极管少，易滤干净。特点：变频后频率分量较三极管少，易滤干净。第23页，此课件共63页哦调调CV93、CV94、CV95第24页，此课件共63页哦(3)模拟乘法器混频模拟乘法器混频则输出信号则输出信号为：为：vO(t)=kMvX(t)vY(t)kM为乘法器的增益系数或标尺因子，单位为V-1.u0(t)=KmUcmUimui(t)uc(t)=Ulmcos1tcosct =1/2Uimcos(c1)+1/2Uimcos(c-1)设系数设系数KM1V-1，Ucm1V，设输入信号为设输入信号为:ux(t)=ui=Uimcos1t-载波载波Uy(t)=uc=Ucmcosct-本振本振 设设c1模拟乘法器简称乘法器，是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的的有源非模拟乘法器简称乘法器，是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的的有源非线性器件，其电路符号如图线性器件，其电路符号如图4.2.8所示。所示。图4.2.8模拟乘法器的电路符号滤波取出中频滤波取出中频第25页，此课件共63页哦(b)频谱变换（ui为单频信号）图4.2.11模拟乘法器实现频谱变换第26页，此课件共63页哦Kmxyucul 带通带通滤波滤波c-1fc=1000KHzfl=1465KHz465kHz第27页，此课件共63页哦二二三极管：三极管：ia0+a1(v0+vs)+a2(v0+vs)2+a3(v0+vs)3+场效应管：场效应管：模拟乘法器模拟乘法器产生的频率最多产生的频率最多产生的频率最少产生的频率最少产生的频率较少产生的频率较少第28页，此课件共63页哦(b)(b)若若调幅波调幅波为多频信号：为多频信号：uAM(t)=Ucm(1+ma1cos1t+ma2cos2t+)cosct图4.2.12 ui为多频信号时模拟乘法器实现频谱变换第29页，此课件共63页哦由由图图4.2.124.2.12（a a）,（b b）可以看出，）可以看出，u uo o(t)(t)的的频谱频谱相当于所的相当于所的频谱频谱沿沿频频率率轴轴向右和向左搬移向右和向左搬移f fc c，同，同时谱线长时谱线长度减半而得到的。在搬移度减半而得到的。在搬移过过程中，程中，u uI I(t)(t)和和u uo o(t)(t)的的频谱频谱内部内部结结构保持不构保持不变变。因此，模。因此，模拟拟乘法器可以构成乘法器可以构成频频谱谱搬移搬移电电路。路。从而可得，信号从而可得，信号u uI I(t)(t)与与 相乘，相当于把相乘，相当于把uI(t)的频谱沿频率轴的频谱沿频率轴不失真地向左和向右搬移不失真地向左和向右搬移fc，且各谱线长度减半。在频谱搬移过程中，且各谱线长度减半。在频谱搬移过程中，若出现负频率的谱线，可将它们按与纵轴对称的原则转换成相应的正若出现负频率的谱线，可将它们按与纵轴对称的原则转换成相应的正频率的谱线。频率的谱线。第30页，此课件共63页哦1）要求混频放大系数越大越好。混频放大系数是指混频器的中频输出电压振幅与变频输入信号）要求混频放大系数越大越好。混频放大系数是指混频器的中频输出电压振幅与变频输入信号电压振幅之比，也称混频电压增益。增大混频放大系数是提高接收机灵敏度的一项有力措施。电压振幅之比，也称混频电压增益。增大混频放大系数是提高接收机灵敏度的一项有力措施。2）要求混频器的中频输出电路有良好的选择性，以抑制不需要的干扰频率。）要求混频器的中频输出电路有良好的选择性，以抑制不需要的干扰频率。3）为了减少混频器的频率失真和非线性失真以及本振频率产生的各种混频现象，）为了减少混频器的频率失真和非线性失真以及本振频率产生的各种混频现象，要求混频器工作在非线性特性不过于严重的区域，使之既能完成频率变换，又能少要求混频器工作在非线性特性不过于严重的区域，使之既能完成频率变换，又能少产生各种形式的干扰。产生各种形式的干扰。4）要求混频器的噪声系数越小越好，在设计混频器时，必须按设备总噪声系数分配给出）要求混频器的噪声系数越小越好，在设计混频器时，必须按设备总噪声系数分配给出的要求，合理地选择线路和器件以及器件的工作点电流。的要求，合理地选择线路和器件以及器件的工作点电流。5）要考虑混频器的工作稳定性，如本机振荡器频率不稳定引起的混频器输出不）要考虑混频器的工作稳定性，如本机振荡器频率不稳定引起的混频器输出不稳等。稳等。6）注意混频器的输入端和输出端的连接条件，在选定电路和设计回路时，应充分考虑如）注意混频器的输入端和输出端的连接条件，在选定电路和设计回路时，应充分考虑如何匹配的问题。场效应管混频性能比三极管混频好，原因在于场效应管工作频率高，且其特何匹配的问题。场效应管混频性能比三极管混频好，原因在于场效应管工作频率高，且其特性近似平方律特性。性近似平方律特性。混频器的设计要点混频器的设计要点混频器模块制作混频器模块制作第31页，此课件共63页哦三极管混频器电路的仿真三极管混频器电路的仿真第32页，此课件共63页哦按图4-6接好电路，接入Vcc为9V，信号源vs为AM调幅波，幅度100mv，载波频率1.7MHz，调制信号频率5kHz；本振信号uL频率2.165MHz，幅度1V，用数字存储示波器观察输出电压波形，并记录：该波形为 （调幅波/正弦波）；保持步骤，测量输出信号包络幅度的最大值和最小值，并记录：vomax=3 V，vomin=629.1m V；计算vgm（vomaxvomin）/2=1.82 V；保持步骤，测量输出信号载波的频率并记录：fc 465 kHz；保持步骤，用示波器的FET功能分别测量输入信号us和输出信号uo的频谱，并记录和比较；经变频载波频率为 465 kHz。此频率为输入信号频率与本振的 （和频；差频）。保持步骤，用示波器测量输入信号源us包络幅度的最大值和最小值，并记录：vsmax=150m V，vsmin=54.3 m V；计算vsm（vomaxvomin）/2=102.15m V；计算变频增益Auc=vgm/vsm=17.8 。比较输出调幅信号和输入调幅信号的包络，观察输出信号的调制规律有没有改变，并说明。第33页，此课件共63页哦实际电路举例实际电路举例:调幅通信机电路混频器调幅通信机电路混频器图4.2.6 某调幅通信机混频器电路第34页，此课件共63页哦图4.2.7自激式变频器电路自激式变频器电路第35页，此课件共63页哦n图图4.27表表示示变变频频器器电电路路或或称称自自激激式式变变频频器器。其其中中的的晶晶体体管管除除完完成成混混频频外外，本本身身还还构构成成一一个个自自激激振振荡荡器器。信信号号电电压压加加至至晶晶体体管管的的基基极极，振振荡荡电电压压注注入入晶晶体体管管的的发发射射极极，在在输输出出调调谐谐回回路路上上得得到到中中频频电电压压。在在晶晶体体管管的的发发射射极极和和地地之之间间(即即发发射射极极和和基基极极之之间间)接接有有调调谐谐回回路路(调调谐谐于于本本振振频频率率f0)，集集电电极极和和发发射射极极间间通通过过变变压压器器Tr2的的正正反反馈馈作作用用完完成成耦耦合合，所所以以适适当当地地选选择择Tr2的的匝匝数数比比和和连连接接的的极极性性，能能够够产产生生并并维维持持振振荡荡。电电阻阻R1、R2和和R3 组组成成变变频频管管的的偏偏置置电电路路。C7为为耦耦合合电电容容。振振荡荡回回路路除除Tr2的的次次级级和和主主调调电电容容C2外外，还还有有串串联联电电容容C5和和并并联联电电容容C4共共同同组组成成的的调调谐谐回回路路，以以达达到到统统一一调调谐谐的的目目的。的。第36页，此课件共63页哦us=Usm cosstuo=U0m cos0t混频器复习混频器复习线性频谱搬移线性频谱搬移（b）变频后）变频后（a）变频前）变频前第37页，此课件共63页哦us=Usm cosstuo=U0m cos0t模乘模乘一般非线性器件：一般非线性器件：i=b0+b1v+b2v2+b3v3+场效应管场效应管变频变频原理原理第38页，此课件共63页哦混频器的频率干扰混频器的频率干扰电子对抗：电子对抗：北斗系统是中国自行研制的卫星导航定位系统，具有导航、定北斗系统是中国自行研制的卫星导航定位系统，具有导航、定位和授时的功能。国产位和授时的功能。国产“北斗一号北斗一号”系统已经成为遇到较大自系统已经成为遇到较大自然灾害时最为重要的救灾通信工具之一。在然灾害时最为重要的救灾通信工具之一。在2008年年“512”汶汶川地震救灾中，这个系统采用主动导航定位，用短信进行双向川地震救灾中，这个系统采用主动导航定位，用短信进行双向通信，随时了解灾情，并一直保持通信畅通和稳定工作，为救通信，随时了解灾情，并一直保持通信畅通和稳定工作，为救灾工作赢得了主动，发挥了巨大作用。灾工作赢得了主动，发挥了巨大作用。从从2001年开始，美国空军空天司令部就秘密在早期天年开始，美国空军空天司令部就秘密在早期天蝎座通信卫星干扰系统的基础上研制出专门的干扰机，蝎座通信卫星干扰系统的基础上研制出专门的干扰机，只要将这种干扰机对准北斗只要将这种干扰机对准北斗1号系统的卫星，大量发送号系统的卫星，大量发送类似网络垃圾邮件的垃圾信息，就会使该卫星的接收机类似网络垃圾邮件的垃圾信息，就会使该卫星的接收机达到饱和，进而无法完成任何导航定位服务。达到饱和，进而无法完成任何导航定位服务。北斗系统北斗系统第39页，此课件共63页哦这是新华社2008年5月13日在“北斗一号”监测到部队救援进展情况时播发的图表新闻。第40页，此课件共63页哦北斗二号导航系统北斗二号导航系统由由30多颗卫星组成。多颗卫星组成。2015年之前，中国将完成其新一代北斗2号全球导航卫星系统建设。美国专家认为，中国新一代卫星导航定位系统一旦建成，将对提升中国人民解放军独立作战能力起到促进作用。在关注中国新一代北斗系统的同时，美国军方也在暗地里研究如何对付中国北斗卫星。美军EA-6B电子干扰机曾令中国沿海的监视雷达无法工作。对于美国所能动用的导航卫星攻击手段，中国并非毫无准备。首先，中国北斗2号导航系统将采用与美国GPS或欧洲伽利略系统相近甚至完全相同的频率。对中国卫星实施阻塞干扰必然会干扰自己的定位系统。其次，中国可能沿用GPS系统上的抗干扰技术。例如地面信号接收站加装自适应调零天线，这种天线能够使接收机的抗干扰能力提高数万倍。第41页，此课件共63页哦干扰干扰:自身干扰自身干扰外来干扰外来干扰混频混频fsf0fK=pf0 qfsfi f0-fs滤波滤波混频混频fsf0fK=pf0qfnfi f0-fs滤波滤波fn1、变频干扰的产生机理。、变频干扰的产生机理。一般情况下，由于混频器件特性的非线性，混频器将产生各种干扰和失真，一般情况下，由于混频器件特性的非线性，混频器将产生各种干扰和失真，下面简单加以讨论。下面简单加以讨论。组合频率干扰组合频率干扰副波道干扰副波道干扰第42页，此课件共63页哦(1)组合频率干扰组合频率干扰:例例:fs =931KHz ,f0=931+465=1396KHzfK=pf0 qfsP=1q=2fK=-1396+931x2=466KHz混频混频fsf0fK=pf0 qfsfi f0-fs滤波滤波fi=465KHz令令 fi=466KHz,fi 与与 fi 都通过滤波器都通过滤波器送去检波送去检波,差拍频率差拍频率fi -fi=1k将通过低频放大器产将通过低频放大器产生哨叫声。生哨叫声。第43页，此课件共63页哦问题：问题：输入信号频率为多少将产生哨叫声？输入信号频率为多少将产生哨叫声？fK=pf0 qfsfi（中（中频）p f0-q fs fi -p f0+q fs fi p f0+q fs fi -p f0-q fs fi 包括以下四种情况包括以下四种情况n（4.9.1）上式说明，当中频）上式说明，当中频fi一定时，只要信号频率接近上式算出来的数值，就可能产一定时，只要信号频率接近上式算出来的数值，就可能产生干扰哨声生干扰哨声(interfere squealing)。近似中频整数倍近似中频整数倍第44页，此课件共63页哦讨论：讨论：P=0,q=1,fs=fi=中频，中频，不可能不可能P=0,q=2,fs=1/2 fi 不可能不可能P=1,q=1 ,不存在不存在P=1,q=2，fs 2fi=930KHz 931易产生干扰哨声易产生干扰哨声P=2,q=3,fs 3fi=1395KHz 1396易产生干扰哨声易产生干扰哨声第45页，此课件共63页哦(2)副波道干扰副波道干扰外来干扰外来干扰混频混频fsf0fK=pf0qfnfg f0-fs滤波滤波fn副波道干扰副波道干扰n另外，如果混频器之前的输入回路和高频放大器的选择性不够好，除要接收的另外，如果混频器之前的输入回路和高频放大器的选择性不够好，除要接收的有用信号外，干扰信号也会进入混频器。它们与本振频率的谐波同样可以形成有用信号外，干扰信号也会进入混频器。它们与本振频率的谐波同样可以形成接近中频频率的组合频率干扰，产生干扰声。这种组合频率干扰也称为组合副接近中频频率的组合频率干扰，产生干扰声。这种组合频率干扰也称为组合副波道干扰波道干扰(combined subchannel interference)。例例:fi=465KHz,fs=1000KHz,干扰干扰fn=1931KHzfK=pf0qfn=-1465+1931=466KHz送去检波送去检波,差拍频率差拍频率fi -fi=1k将通过低频放大器产生干扰电台声。将通过低频放大器产生干扰电台声。第46页，此课件共63页哦问题：问题：fn 为多少将产生副波道干扰？为多少将产生副波道干扰？p f0-q fn fi 或或-p f0+q fn fi 都会产生组合副波道干扰。式中，都会产生组合副波道干扰。式中，p、q为正整数；为正整数；fn为干扰频率。为干扰频率。fK=pf0 qfnfi（中（中频）fs=f0-fi第47页，此课件共63页哦讨论：讨论：1.P=0,q=1,fn=fi 中频干扰，不允许中频信号作电台信号中频干扰，不允许中频信号作电台信号2.P=1,q=1,fn=fs+2fi=fs+fi+fi=f0+fif0 本振本振fnfsfifi镜像干扰镜像干扰例如，若中频为例如，若中频为465kHz，信号频率为，信号频率为1000 kHz，则镜像频率应为，则镜像频率应为(1000+2465)kHz=1 930 kHz，此时本振频率则为，此时本振频率则为1 465 kHz。P=1,q=2,fn=fs/2+fi 或或 fn=fs/2第48页，此课件共63页哦镜像干扰难以抑制，镜像干扰难以抑制，超短波段超短波段:fn=1M+2x465KHz=1.93M 难以滤掉难以滤掉通信中常采用二次变频方案：通信中常采用二次变频方案：第一次混频取高中频，第一次混频取高中频，10.7M第二次混频取低中频第二次混频取低中频 465KHzf0 本振本振fnfsfifi选择性选择性第49页，此课件共63页哦n例：对于中频例：对于中频fi=fo-fs=465kHz的调幅超外差接收机，的调幅超外差接收机，试分析下列干扰的性质：试分析下列干扰的性质：1.副波道干扰副波道干扰fn =550+2X465=1480KHz镜像干扰镜像干扰2.副波道干扰副波道干扰当当p=1、q=2时时，1.当接收频率当接收频率fs=550kHz的电台时，听到频率为的电台时，听到频率为1480kHz电台的干扰声；电台的干扰声；2.当接收频率当接收频率fs=1400kHz的电台时，听到频率为的电台时，听到频率为700kHz电台的干扰声；电台的干扰声；3.当接收频率当接收频率fs=1396kHz的电台时，听到哨叫声。的电台时，听到哨叫声。第50页，此课件共63页哦解：解：（3 3）由于）由于4653=1395kHz4653=1395kHz，即，即fsfs 3fi3fi，且它们产生，且它们产生1396-1396-1395=1kHz1395=1kHz的哨叫声。的哨叫声。即即fs 3fi，由式，由式4.9.1可知，当可知，当p=2、q=3时，时，fs 3fi，因此这是因此这是p=2、q=3的组合频率干扰，的组合频率干扰，且它们产生且它们产生1396-1395=1kHz的哨叫声。的哨叫声。第51页，此课件共63页哦3)交叉调制交叉调制(交调交调)n如果接收机前端电路的选择性不够好，使有用信号与干扰信如果接收机前端电路的选择性不够好，使有用信号与干扰信号同时加到接收机输入端，而且这两种信号都是受音频调制号同时加到接收机输入端，而且这两种信号都是受音频调制的，就会产生交叉调制的，就会产生交叉调制(cross-modulation)干扰现象。这种干扰现象。这种现象就是当接收机调谐在有用信号的频率上时，干扰电台的现象就是当接收机调谐在有用信号的频率上时，干扰电台的调制信号听得清楚；而当接收机对有用信号频率失谐时，干调制信号听得清楚；而当接收机对有用信号频率失谐时，干扰电台调制信号的可听度减弱，并随着有用信号的消失而完扰电台调制信号的可听度减弱，并随着有用信号的消失而完全消失。换句话说，就好像干扰电台的调制信号转移到了有全消失。换句话说，就好像干扰电台的调制信号转移到了有用信号的载波上。用信号的载波上。n 上面所讨论的组合频率干扰和副波道干扰都是由混频器本身特性所产生的。另外，当干扰信号与上面所讨论的组合频率干扰和副波道干扰都是由混频器本身特性所产生的。另外，当干扰信号与有用信号同时进入混频器后，经过非线性变换，也会产生接近中频有用信号同时进入混频器后，经过非线性变换，也会产生接近中频fi的分量，而引起干扰。除的分量，而引起干扰。除混频器可产生这类干扰外，混频器之前的高频放大器也可能产生这类干扰。这类干扰混频器可产生这类干扰外，混频器之前的高频放大器也可能产生这类干扰。这类干扰包括交调、互凋、阻塞干扰和相互混频等。下面就来讨论它们。包括交调、互凋、阻塞干扰和相互混频等。下面就来讨论它们。外来干扰外来干扰混频混频fsf0fK=pfsqfnfi=f0-fs滤波滤波fn副波道干扰副波道干扰第52页，此课件共63页哦n计计算算表表明明，混混频频器器电电流流的的中中频频分分量量振振幅幅不不但但包包含含了了有有用用信信号号的的振振幅幅，而而且且还还包包含含了了干干扰扰信信号号的的振振幅幅，后后者者是是由由于于器器件件特特性性的的幂幂级级数数展展开开式式中中偶偶次次方方项项产产生生的的。因因此此，中中频频电电流流分分量量的的包包络络是是在在有有用用信信号号的的包包络络上上叠叠加加了了干干扰扰信信号号的的包包络络，因因而而产产生生了了失失真真。换换句句话话说说，这这种种失失真真是是将将干干扰扰信信号号的的包包络络交交叉叉地地转转移移到到输输出出有有用用中中频频信信号号上上去去的的一一种非线性失真，故称为交叉调制失真，简称交调失真。种非线性失真，故称为交叉调制失真，简称交调失真。n 是是否否产产生生交交调调，只只决决定定于于放放大大器器或或混混频频器器的的非非线线性性，与与干干扰扰信信号号的的频频率率无无关关。只只要要干干扰扰信信号号足足够够强强，并并进进入入接接收收机机的的前前端端电电路路，就就可可能能产产生生交交调调。因因此此，交交调调是是危危害害性性较较大大的的一一种种干干扰扰形式。形式。第53页，此课件共63页哦4)互相调制互相调制(互调互调)n 若若有有两两个个或或更更多多个个干干扰扰信信号号同同刚刚加加到到接接收收机机的的输输入入端端，则则由由于于放放大大器器的的非非线线性性作作用用，使使干干扰扰信信号号彼彼此此混混频频，就就可可能能产产生生频频率率接接近近有有用用信信号号频频率率的的互互调调(intermodulation)干干扰扰分分量量，与与有有用用信信号号同同时时进进入入接接收收机机的的中中频频系系统统，经经检检波波差差拍拍后后，产产生生哨哨叫叫声声。例例如如，当当接接收收机机接接收收3.5MHz的的有有用用信信号号时时，另另有有两两个个电电台台，一一个个工工作作于于2.l MHz，另另一一个个工工作作于于1.4 MHz。如如果果接接收收机机前前端端电电路路选选择择性性不不好好，这这两两个个干干扰扰频频率率都都进进入入了了接接收收机机的的输输入入端端，则则由由于于高高放放(或或混混频频)级级的的非非线线性性特特性性，会会在在(2.1+1.4)MHz=3.5MHz上上产产生生互互调调分分量量，与与有有用用信信号号同同时时进入接收机，产生哨叫声。事实上，只要干扰频率进入接收机，产生哨叫声。事实上，只要干扰频率1、2和信号频率和信号频率s满足下式时满足下式时nm1n2=s (4.13)即即可可产产生生互互调调现现象象，式式中中m，n为为正正整整数数。由由于于频频率率不不能为负，因此能为负，因此-m1-n2不成立，其他三种情况都存在。不成立，其他三种情况都存在。n互互调调干干扰扰是是由由高高放放(或或混混频频)级级的的二二次次、三三次次和和更更高高次次非非线线性性项项所所产产生生，而而且且干干扰扰信信号号幅幅度度愈大，互调干扰分量也愈大。愈大，互调干扰分量也愈大。外来干扰外来干扰混频混频fsf0fK=pfn1qfn2fi=f0-fs滤波滤波fn1副波道干扰副波道干扰fn2第54页，此课件共63页哦2、变频干扰的抑制、变频干扰的抑制n 根根据据上上面面的的讨讨论论可可知知，产产生生各各种种干干扰扰的的主主要要原原因因是是：前前端端电电路路选选择择性性不不好好、器器件件的的非非线线性性、动动态态范范围围小小、中中频频选选择择不不当当等等等等。因此，应从以下几方面来考虑克服干扰的具体措施。因此，应从以下几方面来考虑克服干扰的具体措施。n 1)提提高高前前端端电电路路的的选选择择性性，对对抑抑制制各各种种外外部部干干扰扰有有着着决决定定性性的的作作用。有时为了进一步抑制非线性干扰，还可以加滤波器。用。有时为了进一步抑制非线性干扰，还可以加滤波器。n 过过去去为为了了提提高高前前端端电电路路的的选选择择性性，常常常常增增加加调调谐谐回回路路数数目目，增增加加高高放放级级。但但这这样样将将使使整整机机电电路路和和结结构构变变得得很很复复杂杂，而而且且高高放放级级级级数数增增加加后后，会会加加重重前前端端电电路路的的非非线线性性，减减小小动动态态范范围围，使使交交调调、互互调调、阻阻塞塞等等干干扰扰更更严严重重。因因此此，目目前前的的趋趋势势是是采采用用没没有有高高放放级级的的高高中中频频和和固固定定滤滤波波器，以进一步抑制干扰和简化整机电路与结构。器，以进一步抑制干扰和简化整机电路与结构。第55页，此课件共63页哦n2)合合理理选选择择中中频频，能能大大大大减减少少组组合合频频率率干干扰扰和和副副波波道道干干扰扰，对对交交调调、互调等干扰也有一定的抑制作用。互调等干扰也有一定的抑制作用。n式式n n说说明明，当当中中频频fi一一定定时时，只只要要信信号号频频率率fs满满足足上上式式，并并在在接接收收机机频频率率范范围围内内，就就可可能能产产生生组组合合频频率率干干扰扰。因因而而合合理理地地选选择择中中频频，可可大大大大减减少少组组合合频频率率干干扰扰点点落落在在接接收收频频段段内内的的数数目目。选选用用高高中中频频(例例如如70 MHz)，在在接接收收频频段段(230 MHz)内内的的干干扰扰点点数数只只有有三三个个，而而且且基基本本上上抑抑制制了了镜镜频频和和中中频频干干扰扰。因因此此低低