2023年射频实验报告二.pdf
实验二混频器实验一、实验内容1.连接混频器实验板，将混频器设立为下变频模式。2.用射频连接线将信号加至实验电路板，观测本振信号和射频信号以及中频输出的波形，记录并分析。3.观测中频输出未通过滤波电路和通过滤波电路的输出信号，分别记录信号的波形并进行分析。4.保持本振不变，改变射频信号的功率，测量得出混频器的1 dB压缩点二、实验记录1.记录信号源产生的信号波形。2.用示波器在测量点3、测量点4观测本振信号和射频信号的波形,记录并分析。测量点3:本振信号测量点4：射频信号分析:设本振信号为：“。）=匕O C O S Q/，射频信号为:9=VRF coscoRFt，图可 知 对 于 本 振 信 号 瓯 为15MHZ,本振信号峰峰值为380mv。对 于 射 频 信 号 酝 为2 0MHz，峰峰值为5 2mv。3.用示波器在测量点5和输出2端分别观测未通过滤波电路和通过滤波电路的输出信号，分别记录信号的波形并进行分析。测量点5输出信号波形:分析：测试点5输出信号为中频信号，从频域角度看，变频是一种频谱的线性搬移，输出中频信号与输入射频信号的频谱结构相同，唯一不同得是载频。从时域波形看，输出中频信号的波形与输入射频信号的波形相同，不同的也是载波频率。输 出 2 端输出信号波形:分析:滤波前的输出信号波形有毛刺，有失真，说明有噪声干扰；滤波后波形比较光滑。输出信号通过滤波器，运用电路的幅频特性，其通带的范围设为有用信号的范围，而把其他频谱成分过滤掉，从而滤除无用信号和噪声干扰。4 改变射频信号的功率，在产生射频信号的信号源输出端和输出3 端分别测量射频输入信号的幅度VR F 和中频放大输出信号的幅度V I F,分析计算混频器的IdB 压缩点。输入信号幅度 VRF（单位 m V）：100,200,300,4 0 0,500,60 0,700,800,90 0,1000,1 1 00,1200,1 3 0 0,1400,1 5 00,1 600,17 0 0相应输出信号幅度 VIF（单位 mV）:66,1 2 4,176,230,27 8,3 20,36 5,388,408,416,445,44 8,4 5 6,46 4,4 6 4,46 4,4 72 则计算可得输入功率P R F（单位*10人 4mW）:1,4,9,1 6,25,3 6,4 9,64,81,1 00,1 2 1,1 44,169,196,225,2 5 6,289输出功率 PIF（单位*10 八 3mW）:4.3 5 6,15.376,30.976,5 2.9,77.284,102.4,13 3.2 25,1 5 0.54 4,1 6 6.464,1 73.0 56,198.0 25,200,7 0 4,207.9 3 6,2 1 5.296,215.29 6,215.29 6,222.7 8 4相应图像:由于其电阻值相同，故功率可直接写成信号幅度的平方,对前四个值进行拟合后的函数为w=3.2414*x+l.1146 Figure 1 XFile Edit View Insert Tools Desktop Window HelpD d d J|”等 电/兔 因 TuiE0F3曲)LL.Q:榔行扫建OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO0987654321输入功率PRF(单 位F O W)O转换为d B m后的图像为(w=0.90ll*x I+0.3 4 6 9)：Figure 1 XFile Edit View Insert Tools Desktop Window Help。国*c 争 4 豆 口 园 国45(Emp0册)LQ:榔SS蜜愉入功率PRF（单位dBm）65由图可得I d B 压缩点的位置大体在输入功率6 5 d B m 左右。5.改变射频信号的频率，记录下不同的射屡屡率及其相应的中频信号频率,绘出中屡屡率随射屡屡率变化的曲线。射屡屡率（M H z）：6,7,8,9,1 0,1 1,1 2,1 3 ,1 4,1 5,1 6,1 7,1 8,1 9,2 0相应中频信号频率（M H z）：9.0 1,8.0 0,6.99,5.99,5.0 0 ,4.0 0,3.0 1,2.0 0,1 .0 0,0.0 0,1.0 0,2.0 0,2.99,4.0 0 ,5.0 0相应图像：(Z H n)srsfrQ Figure 1 XFile Edit View Insert Tools Desktop Window Help naHO A 司忑耍/息口国国O I 1 1 I I 1 I6 8 10 12 14 16 18 20射频频率（MHz）三、思考题1.一般情况下，环行变频器的射频口输入信号都规定信号的频率值,而中频输出信号的频率值却可以从最高频率延伸到直流，请结合实验原理说明是什么因素？由于中频输出信号频率flF=fRF-f L0,本振信号频率f L0从0HZ到f IF,当fL0=0时，中频输出信号频率flF=fRF,为最高频率当f L0=fRF时，中频输出信号频率flF=0 o2.混频器产生干扰的因素有哪些？。由于器件非线性特性的高次方项，使本振与输入信号除产生有用中频分量外还会产生很多组合频率，当某些组合频率落到中频带宽内，就形成了对有用中频信号的干扰。一般可分为以下几种：(1)干扰哨声混频器的中频是“=篇-是。I。若本振和射频的谐波引起的组合满足出 成F-M。）=/土 外 其 中 因 是 音 频,P、q为整数，它是由非线性器件的（p+q）次方产生的。则这些组合频率分量和有用中频就会在检波器输出产生差频区,形成哨叫声，称此为干扰哨声。（2）寄生通道干扰当混频器的输入信号中伴有干扰信号国时，本 振 除 与 射 频 产 生 中频信号外,还也许与干扰互相作用产生中频，即壮（次。-成）=用,它是由非线性器件的（q+p）次方项产生的。若把射频信号 与本振产生中频的通道称为主通道，则干扰与本振产生中频的通道称为寄生通道。寄生通道产生的中频干扰了有用信号的中频分量。（3）互调失真当混频器的射频输入口有多个干扰信号均、困同时进入时,每个干扰信号单独与本振作用的组合频率并不等于中频，但也许会产生如式 4 m2）一九。1 =f IF所示的组合频率分量，使变频器的输出中频失真。它是由非线性器件的（r+s +1 ）次方产生的。这种由两个干扰信号互相作用而产生的干扰称为互调失真。r和s的值越小，相应产生的寄生中频分量的幅度越大，互调失真就越严重。3.混频器克服干扰的措施有哪些？（1）提高混频器前端电路的选择性（如天线回路的选择性）（2）将中频选在接受频段以外，避免产生最强干扰哨声，同时也可以有效地发挥混频前各级电路的滤波作用。（3 ）合理选择混频管的工作点,使其重要工作在器件特性的二次方区域,或者选择具有平方律特性的场效应管作为混频器件，可减少输出组合频率数目，进而减少混频干扰。(4)采用各种平衡电路，如模拟乘法器、平衡混频器、环形混频器,可以大大减少组合频率分量,也就减少了混频干扰。四、实验总结与心得体会通过本次实验理解了混频器的工作原理，也理解了混频器的产生干扰类型及因素以及克服干扰的措施,对1 dB截止频率也有了更深的理解
