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1、高频课件第六章本讲稿第一页，共七十一页6.1 概述n电路可以被分为两大类：电路可以被分为两大类：线性线性和和非线性非线性n输入信号经非线性电路作用后，将产生输入信号经非线性电路作用后，将产生新的新的频率分量频率分量n线性电路具有线性电路具有叠加性叠加性和和均匀性均匀性n一切实际的元件都是非线性的，绝对线性的元件是不一切实际的元件都是非线性的，绝对线性的元件是不存在的存在的n线性元件是有条件的线性元件是有条件的2本讲稿第二页，共七十一页6.26.2非线性元器件频率变换特性及分析方法非线性元器件频率变换特性及分析方法n线性元件线性元件n元件参数与通过元件的电流或施加其上的电压无关元件参数与通过元件

2、的电流或施加其上的电压无关n例如：例如：R R、L L、C Cn非线性元件非线性元件n元件参数与通过元件的电流或施加其上的电压有关元件参数与通过元件的电流或施加其上的电压有关n例如：例如：二极管内阻二极管内阻r rd d、晶体管、晶体管r rb bb b、变容二极管、变容二极管C Cj jn时变参量元件时变参量元件n元件参数按照一定的规律元件参数按照一定的规律随时间随时间变化，这种变化与通过变化，这种变化与通过元件的电流或施加其上的电压无关元件的电流或施加其上的电压无关n例如：例如：变频器变频跨导变频器变频跨导g g6.2.1 6.2.1 非线性器件非线性器件3本讲稿第三页，共七十一页6.2.

3、1 6.2.1 非线性器件非线性器件n非线性元件的分类非线性元件的分类n电阻电阻n电容电容n电感电感n 非线性元件的特性非线性元件的特性 工作特性是非线性（大信号工作状态）。工作特性是非线性（大信号工作状态）。具有频率变换作用（产生新频率）。具有频率变换作用（产生新频率）。不满足叠加原理不满足叠加原理。4本讲稿第四页，共七十一页1 1、非线性元件的分类、非线性元件的分类n电压n电流n电荷n磁链V、i、q、之间的可能组合示意图5本讲稿第五页，共七十一页线性电阻和非线性电阻线性电阻和非线性电阻n线性电阻n半导体二极管n隧道二极管n静态电阻：R=v/in动态电阻：R=dv/diiivv6本讲稿第六页

4、，共七十一页非线性电阻的两种工作情况非线性电阻的两种工作情况（a）对于弱信号，非）对于弱信号，非线性电阻等效为线性电阻等效为变参变参量的线性电阻量的线性电阻。7本讲稿第七页，共七十一页（b）对于强信号，引）对于强信号，引入入平均斜率平均斜率表示非表示非线性电阻。线性电阻。n平均斜率与输入信平均斜率与输入信号幅度有关。号幅度有关。8本讲稿第八页，共七十一页线性电容和非线性电容线性电容和非线性电容n线性电容n变容二极管n静态电容：C=q/vn动态电容：C=dq/dv等效电路 v C9本讲稿第九页，共七十一页线性电感和非线性电感线性电感和非线性电感n线性电感n铁芯电感n静态电感：L=/in动态电感：

5、L=d/di10本讲稿第十页，共七十一页2 2、非线性元件的特性、非线性元件的特性 工作特性是非线性（大信号工作状态）。工作特性是非线性（大信号工作状态）。具有频率变换作用（产生新频率）。具有频率变换作用（产生新频率）。不满足叠加原理不满足叠加原理。（1）工作特性的非线性）工作特性的非线性 它们的特性曲线的函数关系大体上可分为指数函数和幂函数它们的特性曲线的函数关系大体上可分为指数函数和幂函数两大类。两大类。变电容半导体二极管（简称变容管）的工作原理和特性。变电容半导体二极管（简称变容管）的工作原理和特性。常用的非线性元件有半导体二极管、双极型半导体三极管、常用的非线性元件有半导体二极管、双极

6、型半导体三极管、各类场效应管和变容二极管等。各类场效应管和变容二极管等。11本讲稿第十一页，共七十一页 变容二极管的工作原理和特性：变容二极管的工作原理和特性：变容管是利用半导体变容管是利用半导体PN结的结电容结的结电容（势垒电容）随（势垒电容）随反向电压反向电压变化制成的变化制成的一种二极管。一种二极管。PN结是反向偏置的结是反向偏置的。V=0时变容管的等效电容为时变容管的等效电容为 接触电位差为：接触电位差为：变容指数是变容指数是 ，它是一个取决，它是一个取决于于PN结的结构和杂质分布情况的结的结构和杂质分布情况的系数。缓变结变容管，其系数。缓变结变容管，其 =1/3。突变结变容管，其突变

7、结变容管，其 =1/2。超突变结变容管，其超突变结变容管，其 =2。硅管约为硅管约为0.7V，锗管约为锗管约为0.2V。12本讲稿第十二页，共七十一页6.2.2非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用如果输入端加上两个正弦信号：如果输入端加上两个正弦信号：非线性电路不满足叠加原理非线性电路不满足叠加原理则不会出现组合频率成分：则不会出现组合频率成分：三角函数展开，产生新频率分：三角函数展开，产生新频率分：13本讲稿第十三页，共七十一页6.2.3 6.2.3 非线性电路分析的常用方法非线性电路分析的常用方法n非线性电路的分析方法和非线性元件的表示方法相对应n非线性电路可分为非线性电阻电路

8、和非线性动态电路n非线性电阻电路仅由非线性电阻（和线性电阻）构成：可用非线性函数方程描述n非线性动态电路包含至少一个非线性元件和一个储能元件（电容、电感）：非线性微分方程描述14本讲稿第十四页，共七十一页 电路分类电路分类n线性电路线性电路n只由线性元件组成的电路只由线性元件组成的电路n谐振电路、无源滤波器、传输线、小信号放大器谐振电路、无源滤波器、传输线、小信号放大器n非线性电路非线性电路n至少含有一个非线性元件，且该元件工作于非线性状态至少含有一个非线性元件，且该元件工作于非线性状态n振荡器、功率放大器、倍频器、调制解调器振荡器、功率放大器、倍频器、调制解调器n时变参量电路时变参量电路n电

9、路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定的规律随电路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定的规律随时间变化。外加信号称为控制信号时间变化。外加信号称为控制信号n变频器、模拟相乘器变频器、模拟相乘器15本讲稿第十五页，共七十一页线性电路线性电路n线性电路由线性元件构成n其输出输入关系用线性代数方程或线性微分线性微分方程方程表示n同时满足叠加性和均匀性16本讲稿第十六页，共七十一页非线性电路非线性电路n至少一个非线性元件n其输出输入关系用非线性函数方程（非线性代数方程或超越方程）或非线性微非线性微分方程分方程表示n n输出信号中将产生输入信号中没有的频输出信号中将产生输入信号中没有的频率成分率成分

10、17本讲稿第十七页，共七十一页时变参量电路时变参量电路n由时变参量元件（和线性元件）组成由时变参量元件（和线性元件）组成n用用变系数线性微分方程变系数线性微分方程描述描述n时变参量电路本质上是非线性电路时变参量电路本质上是非线性电路n有新的频率成分产生有新的频率成分产生18本讲稿第十八页，共七十一页n相同的地方相同的地方n基尔霍夫电流定律和电压定律对非线性电路和线性电路均适用，对两类电路，均可采用节点分析法和回路分析法建立电路方程 线性和非线性电路分析异同点线性和非线性电路分析异同点19本讲稿第十九页，共七十一页n线性电路具有叠加性和均匀性：分别计算单个信号单独激励时的响应，相叠加即可得到总响

11、应；（非线性电路不能这样处理）n不同的地方不同的地方n线性电路的传输特性只由系统本身决定，与激励信号无关：可以用单位冲击响应或传输函数表示线性系统；（非线性电路只能在特定输入情况下求输出）n线性电路可以用线性微分方程表示：可以用傅立叶变换或拉普拉斯变换进行电路的频域分析；（对非线性电路进行频域分析十分困难）20本讲稿第二十页，共七十一页 非线性电阻非线性电阻电路的近似解析方法电路的近似解析方法n对非线性电路的分析没有统一的方法n对非线性电路的分析是困难的，难于找到统一的方法，只能针对某一类型的非线性电路，采用适合这种电路的分析方法n求解非线性函数方程一般不用解析方法，可利用计算机获得数值解：不

12、利于对电路工作物理过程的了解n对简单非线性电阻电路，采用幂级数或折线法进行近似的解析分析，精度稍差，但对电路工作机理的了解是有利的21本讲稿第二十一页，共七十一页1.1.幂级数分析法幂级数分析法n如果函数f在静态工作点V0处的各阶导数存在，则可展开为幂级数，即泰勒级数式中，式中，是静态工作点电流，是静态工作点电流，是静态工作点处的电导，是静态工作点处的电导，即动态电阻即动态电阻 r 的倒数。一般来说，要求近似的准确度越高或特性的倒数。一般来说，要求近似的准确度越高或特性曲线的运用范围愈宽，则所取的项数就愈多。曲线的运用范围愈宽，则所取的项数就愈多。22本讲稿第二十二页，共七十一页工程计算工程计

13、算 工程计算所允许的准确度范围内，尽量选取少量的项数近似n线性近似n二次项近似n三次项近似小信号线性分析变频分析非线性分析23本讲稿第二十三页，共七十一页设非线性元件的静态特性曲线用下列三次多项式来表示：设非线性元件的静态特性曲线用下列三次多项式来表示：加在该元件上的电压为：加在该元件上的电压为：求出通过元件的电流求出通过元件的电流 i(t)的各频谱成分。的各频谱成分。三次项非线性分析三次项非线性分析24本讲稿第二十四页，共七十一页返回25本讲稿第二十五页，共七十一页（4）所有的频率分量总是成对出现的掌握规律，选择合适特性的非线性元件n除了基波分量外，产生了新的频率分量n谐波分量n组合频率分量

14、（2）偶次项频率分量（包括直流、偶次谐波、和p+q为偶数）只和幂级数偶次项系数有关；奇次项频率分量只和奇次项系数有关（3）m次项频率分量，其振幅只和幂级数中m次的系数有关（1）（p和q为包括零在内的正整数）根据结果，得到规律：根据结果，得到规律：表示式表示式结果：结果：26本讲稿第二十六页，共七十一页例n这是某个非线性元件的伏安特性，加在该元件上的输入电压为 问电流中包含如下给出的哪些频率分量？提示：频率分量p1 q2可由非线性项anvin产生，其中，n=p+q,p+q+2,p+q+4,27本讲稿第二十七页，共七十一页n用折线来表示非线性曲线可以使计算简化，而且也能反映出特性曲线的基本特点，在

15、强信号作用下，即非线性元件在大幅度的电压和电流的情况，采用这种近似方法是比较合适的 n但是，折线化的近似方法是很粗糙的，它完全忽略了曲线微小逐渐的的变化，在某些场合下这种微小变化具有十分重要的意义时，比如信号较小且非线性元件又工作在特性曲线的弯曲部分时，这种方法产生误差太大，不能采用该方法。2.2.折线分析法（已讲过）折线分析法（已讲过）28本讲稿第二十八页，共七十一页6.3 6.3 频率变换电路频率变换电路6.3.1 6.3.1 频率变换电路的分类频率变换电路的分类n线性变换电路（频谱搬移电路）线性变换电路（频谱搬移电路）n非线性变换电路非线性变换电路29本讲稿第二十九页，共七十一页1.1.

16、时变跨导电路分析法时变跨导电路分析法n若电路中仅有若电路中仅有一个参量一个参量受外受外加信号的控制加信号的控制而按一定规律而按一定规律随时间变化随时间变化时，时，称这种电路为称这种电路为时变参变电路，时变参变电路，外加信号为控外加信号为控制信号。制信号。n 外加信号是一个正弦信号外加信号是一个正弦信号n 时变时变参量跨导参量跨导虽然不是一个虽然不是一个 正弦信号，但却是一个正弦信号，但却是一个周期信号周期信号n可以傅立叶级数展开可以傅立叶级数展开6.3.2 6.3.2 线性时变电路分析方法线性时变电路分析方法30本讲稿第三十页，共七十一页 时变参量线性电路（线性时变电路）时变参量线性电路（线性

17、时变电路）n对于弱信号：对于弱信号：在控制信号的某一在控制信号的某一个瞬时值，电路所呈现的个瞬时值，电路所呈现的微分斜微分斜率可以认为是常数率可以认为是常数。n参变电路：对于弱信号而言，可参变电路：对于弱信号而言，可以看成是一个以看成是一个参量变化的线性电参量变化的线性电路路。n控制信号是时变信号，因此参变量控制信号是时变信号，因此参变量是时变参量，所以电路称为是时变参量，所以电路称为时变参时变参量线性电路量线性电路。若一个弱信号加在一个强的控制信若一个弱信号加在一个强的控制信号之上号之上31本讲稿第三十一页，共七十一页6.4.16.4.1模拟乘法器的基本概念模拟乘法器的基本概念n模拟乘法器是

18、完成两个模拟信号瞬时值相乘功能模拟乘法器是完成两个模拟信号瞬时值相乘功能的电路或器件的电路或器件n 广泛应用于通信电路系统，实现调幅，检波和广泛应用于通信电路系统，实现调幅，检波和混频等功能混频等功能6.4 6.4 模拟乘法器及基本单元电路模拟乘法器及基本单元电路32本讲稿第三十二页，共七十一页6.4.26.4.2模拟乘法器的单元电路模拟乘法器的单元电路n吉尔伯特（Gilbert）乘法器单元电路，是大多数集成乘法器的核心部分 模拟乘法器电路有用模拟乘法器电路有用BJTBJT构成的，也有构成的，也有CMOSCMOS四象限模拟相四象限模拟相乘器，此外，还有四个二极管构成的环形乘法器，均能满足乘器，

19、此外，还有四个二极管构成的环形乘法器，均能满足输入两信号相乘的功能。输入两信号相乘的功能。下面讨论双差分电路构成的模拟乘法器（下面讨论双差分电路构成的模拟乘法器（吉尔伯特（Gilbert）乘法器）。）。33本讲稿第三十三页，共七十一页基本差分电路基本差分电路n差分对电流关系34本讲稿第三十四页，共七十一页小信号输入小信号输入35本讲稿第三十五页，共七十一页大信号输入大信号输入36本讲稿第三十六页，共七十一页双差分对乘法器双差分对乘法器37本讲稿第三十七页，共七十一页相乘器的输出电压为：相乘器的输出电压为：如果 ，根据双曲函数的性质，根据双曲函数的性质，可近似表示为：可近似表示为：为了扩大为了扩

20、大 的线性范围，可用反双曲正切变换电路。的线性范围，可用反双曲正切变换电路。在在 与与 的幅度较小时，相乘器具有近似理想相乘的特的幅度较小时，相乘器具有近似理想相乘的特性，并可在四个象限工作。性，并可在四个象限工作。为了扩大为了扩大 的线性范围，可用负反馈电路。的线性范围，可用负反馈电路。(增加增加 )模拟乘法器电路也可看作是时变参量电路的一种。模拟乘法器电路也可看作是时变参量电路的一种。则则 可视为可视为 的时变电压的时变电压放大倍数。放大倍数。38本讲稿第三十八页，共七十一页6.6.16.6.1混频器原理混频器原理 （混频，也称变频）变频是将两个不同信号加到非线性（混频，也称变频）变频是将

21、两个不同信号加到非线性器件上进行频率变换，取出其差频或和器件上进行频率变换，取出其差频或和频频 中频。中频。是超外差式接收机的重要组成部分。是超外差式接收机的重要组成部分。频域上：变频电路是实现信号频谱线性频域上：变频电路是实现信号频谱线性变换的一种电路，它完成频谱在频率轴上的搬移变换的一种电路，它完成频谱在频率轴上的搬移。只变载频不改变已调信号的频谱结构。只变载频不改变已调信号的频谱结构。变频变频v v v v1 1 1 1v v v v2 2 2 2非线性器非线性器非线性器非线性器件件件件6.6 混频器及其干扰混频器及其干扰n作为作为时变参量线性电路时变参量线性电路，在工作时，除，在工作时

22、，除输入信号（小）输入信号（小）外，外，还有还有一控制信号（大）。一控制信号（大）。n在变频电路中，输入信号通常为一窄带信号，控制信在变频电路中，输入信号通常为一窄带信号，控制信号通常为一单频正弦信号。通信系统中，习惯将控制号通常为一单频正弦信号。通信系统中，习惯将控制信号称为本地振荡信号或简称信号称为本地振荡信号或简称本振信号。本振信号。39本讲稿第三十九页，共七十一页变频电路的组成变频电路的组成频谱无失真的搬移频谱无失真的搬移ccccc40本讲稿第四十页，共七十一页6.6.26.6.2混频器混频器主要性能指标主要性能指标 变频增益：变频增益是指变频器的输出信号功率变频增益：变频增益是指变频

23、器的输出信号功率 和和输入信号功率输入信号功率 之比。之比。常用分贝表示，即：常用分贝表示，即：一般要求变频增益大些，这样有利于提高接受机的灵敏度。一般要求变频增益大些，这样有利于提高接受机的灵敏度。噪声系数：噪声系数：为了提高接受机的灵敏度，必须降低变频噪声。为了提高接受机的灵敏度，必须降低变频噪声。41本讲稿第四十一页，共七十一页 变频失真：变频电路除了有频率失真和非线性失真外，还会产变频失真：变频电路除了有频率失真和非线性失真外，还会产生各种非线性干扰，如组合频率、交叉调制和互相调制等干扰。生各种非线性干扰，如组合频率、交叉调制和互相调制等干扰。后面分析。工作稳定性：是指控制信号（本振信

24、号）频率稳定度。工作稳定性：是指控制信号（本振信号）频率稳定度。所以对变频器不仅要求频率特性好，而且还要求非线性器件尽可能少产生一些不需要的频率分量，以减少造成干扰的可能。42本讲稿第四十二页，共七十一页1.1.晶体三极管混频器晶体三极管混频器利用三极管转移特性的非线性实现频率变换利用三极管转移特性的非线性实现频率变换6.6.36.6.3实用实用混频电路混频电路三极管混频器原理电路图三极管混频器原理电路图三极管混频器原理电路图三极管混频器原理电路图1 1）工作原理）工作原理c43本讲稿第四十三页，共七十一页时变跨导时变跨导 在在 上展开幂级数上展开幂级数c1该电路：本振信号该电路：本振信号vL

25、(t)为大信号，为大信号，输入射频输入射频vc(t)为小信号。为小信号。n电路等效为：输入信号为电路等效为：输入信号为vc(t)，工作点为，工作点为(VBB+vL(t)的小信号放大器。的小信号放大器。44本讲稿第四十四页，共七十一页n本振信号为一单频正本振信号为一单频正弦波，则其时变跨导弦波，则其时变跨导是是周期函数周期函数。n 因为本振电压为大信号，且工作与非线性状态，因而集电极因为本振电压为大信号，且工作与非线性状态，因而集电极电流电流 和跨导和跨导 均随均随 的变化呈非线性变化。的变化呈非线性变化。45本讲稿第四十五页，共七十一页 在变频器输出信号中：在变频器输出信号中：含有频率含有频率

26、 的输入信号频率成分的输入信号频率成分 。需要的中频频率为需要的中频频率为 的信号。的信号。输入信号频率输入信号频率 与本振信号频率的各次谐波之间的组与本振信号频率的各次谐波之间的组合频率。这些组合频率可能对变频器输出信号形成干扰。合频率。这些组合频率可能对变频器输出信号形成干扰。理想变频电路性能理想变频电路性能：变频器传输函数中只有变频器传输函数中只有 项，不含其它各项。项，不含其它各项。为了得到这个结果，要求为了得到这个结果，要求 曲线为直线。曲线为直线。46本讲稿第四十六页，共七十一页即中频电流的振幅为：即中频电流的振幅为：变频跨导变频跨导：（为了说明混频器将输入信号电压转换为中频电流的

27、能力（为了说明混频器将输入信号电压转换为中频电流的能力）定义为：输出中频电流和输入射频电压幅度之比定义为：输出中频电流和输入射频电压幅度之比47本讲稿第四十七页，共七十一页例：例：在三极管混频器中，若混频管在静态工作点在三极管混频器中，若混频管在静态工作点 上展开的转移特性为：上展开的转移特性为：若取下混频若取下混频，试求混频管的混频跨导。，试求混频管的混频跨导。48本讲稿第四十八页，共七十一页解：解：49本讲稿第四十九页，共七十一页2）电路类型）电路类型 下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共同特点下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共同特点是利用三极管转移特性的非线

28、性实现频率变换的。是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。(a)(b)(c)(d)50本讲稿第五十页，共七十一页n二极管混频器与三极管混频器相比，具有电路结构简单、噪声低、动态范围大、组合频率分量少等优点。在通信设备中得到广泛的应用。2.2.二极管混频器二极管混频器51本讲稿第五十一页，共七十一页若两个二极管特性相同并可用N阶幂级数表示，则它们的电流可分别表示为：输入信号电压：本振电压：则二极管 两端的电压分别为：电路分析：电路分析：52本讲稿第五十二页，共七十一页 则在二极管平衡混频器的输出电流中：则在二极管平衡混频器的输出电流中：没有本振信号频率的基波和各次谐波。没有本振信号频率的基波

29、和各次谐波。没有输入信号频率的偶次谐波分量，也没有含信号频率偶没有输入信号频率的偶次谐波分量，也没有含信号频率偶次谐波成分的组合频率分量次谐波成分的组合频率分量。含有输入信号频率的基波，奇次谐波和这些信号与本振频含有输入信号频率的基波，奇次谐波和这些信号与本振频率各次谐波之间的组合频率分量。率各次谐波之间的组合频率分量。若在负载处接入选频电路，仅使频率为若在负载处接入选频电路，仅使频率为 的信号通过，即可完成混频的作用。的信号通过，即可完成混频的作用。53本讲稿第五十三页，共七十一页6.6.4 6.6.4 混频器的干扰与失真混频器的干扰与失真n理想的变频过程只是将输入信号的频谱在频率轴理想的变

30、频过程只是将输入信号的频谱在频率轴上平移，信号频谱结构不发生变化。但由于实际上平移，信号频谱结构不发生变化。但由于实际电路的非理想工作状态，往往在变频输出信号中电路的非理想工作状态，往往在变频输出信号中出现干扰信号，称其为变频干扰。出现干扰信号，称其为变频干扰。54本讲稿第五十四页，共七十一页理想变频器实现频谱无失真搬移理想变频器实现频谱无失真搬移55本讲稿第五十五页，共七十一页变频干扰分类：变频干扰分类：（二）信号与本振的组合频率干扰（二）信号与本振的组合频率干扰（干扰哨声）（干扰哨声）（干扰哨声）（干扰哨声）（一）外来干扰与本振的组合频率干扰（一）外来干扰与本振的组合频率干扰（三）交叉调制

31、干扰（三）交叉调制干扰（四）互相调制干扰（四）互相调制干扰56本讲稿第五十六页，共七十一页1、中频干扰、中频干扰n输入信号中因混入有中频频率的干扰信号输入信号中因混入有中频频率的干扰信号(fn=fI)而形成的干而形成的干扰，称为中频干扰扰，称为中频干扰n干扰信号的频率干扰信号的频率fn=fI时，由于输入回路的选择性不好，干扰时，由于输入回路的选择性不好，干扰信号通过输入回路进入混频器，混频器跨导中的信号通过输入回路进入混频器，混频器跨导中的g0相当于中相当于中频放大，从而使得干扰信号到达中频放大器。频放大，从而使得干扰信号到达中频放大器。产生的原因产生的原因：高频放大器的频率特性不理想高频放大

32、器的频率特性不理想。不能将频率等于中频频。不能将频率等于中频频率的干扰信号滤除而使其到达变频器的输入端。率的干扰信号滤除而使其到达变频器的输入端。变频器的变频特性中的变频器的变频特性中的 项使变频器相当于放大器项使变频器相当于放大器。从而使中频干扰信号经变频器而到达中频放大器输入端，从而使中频干扰信号经变频器而到达中频放大器输入端，经中频放大器放大后输出，形成中频干扰。经中频放大器放大后输出，形成中频干扰。（一）外来干扰与本振的组合频率干扰（一）外来干扰与本振的组合频率干扰57本讲稿第五十七页，共七十一页 减小中频干扰的主要方法是：减小中频干扰的主要方法是：减小三极管变频特性中的减小三极管变频

33、特性中的 项。这就需要适当选择变项。这就需要适当选择变频三极管的静态工作点和本振电压的幅度，使变频跨导与频三极管的静态工作点和本振电压的幅度，使变频跨导与本振电压近似为线性关系本振电压近似为线性关系。提高变频器前面各级电路的选择性，抑制中频信号通过提高变频器前面各级电路的选择性，抑制中频信号通过。有时在高频放大器输入回路中接入中频陷波器或高通滤波有时在高频放大器输入回路中接入中频陷波器或高通滤波器，以抑制中频干扰。器，以抑制中频干扰。58本讲稿第五十八页，共七十一页2、镜频干扰、镜频干扰(镜像频率干扰镜像频率干扰)n输入信号中混入频率为输入信号中混入频率为fn=fLfI的干扰信号，称为镜的干扰

34、信号，称为镜频干扰频干扰(针对于下混频针对于下混频fI=fLfc)n该干扰信号通过高频放大器到达混频器输入端，混频器中，它和本该干扰信号通过高频放大器到达混频器输入端，混频器中，它和本振频率振频率fL的差频即为中频的差频即为中频|fn-fL|=fI，经中频放大器放大后，形成，经中频放大器放大后，形成干扰干扰n镜频（镜频（fn=2fL-fc）和输入信号频率）和输入信号频率fc相对于本振频率相对于本振频率fL互互为镜像，故称镜频为镜像，故称镜频n抑制镜频干扰的方法抑制镜频干扰的方法n提高混频器前面各级的选择性、采用镜像抑制滤波器提高混频器前面各级的选择性、采用镜像抑制滤波器n提高中频频率提高中频频

35、率59本讲稿第五十九页，共七十一页3、组合副波道干扰、组合副波道干扰n干扰信号谐波分量与本振信号谐波分量干扰信号谐波分量与本振信号谐波分量的组合频率分量如的组合频率分量如果落在中频频带内，则构成组合副波道干扰果落在中频频带内，则构成组合副波道干扰n因输入端高频放大器的非线性，干扰信号频率因输入端高频放大器的非线性，干扰信号频率fn将产生各将产生各次谐波分量次谐波分量qfn，这些谐波分量进入混频器后，可能和本，这些谐波分量进入混频器后，可能和本振频率各次谐波分量组合为中频：振频率各次谐波分量组合为中频：np=0,q=1p=0,q=1，中频干扰；中频干扰；p=1,q=1p=1,q=1，镜频干扰镜频

36、干扰（两个最强）（两个最强）pfL qfn=fI 即，n 抑制组合副波道干扰的方法抑制组合副波道干扰的方法n提高高频放大器的频率选择性提高高频放大器的频率选择性n减小高频放大器的非线性减小高频放大器的非线性n减小混频器跨导中的谐波分量减小混频器跨导中的谐波分量60本讲稿第六十页，共七十一页（二）信号与本振的组合频率干扰（二）信号与本振的组合频率干扰（干扰哨声）（干扰哨声）（干扰哨声）（干扰哨声）n 因因混频器非线性混频器非线性形成的形成的输入信号输入信号频率与频率与本振信号本振信号频率的组合频率频率的组合频率分量分量|pfL qfc|满足满足由于混频输出端接中频带通滤波器（中心频率为fI，通频

37、带为2f0.7）的谐振回路，因此对于有用的中频fI和有害的近视中频fI F分量，都能通过中频放大进入检波电路中，产生差拍频率F的信号，这时在接收机输出端就会出现音频为F的哨声，称为干扰哨声。（1）原因）原因61本讲稿第六十一页，共七十一页（2）可能产生干扰哨声的输入信号频率）可能产生干扰哨声的输入信号频率62本讲稿第六十二页，共七十一页(3)减小干扰哨声的主要方法减小干扰哨声的主要方法 合理选择变频器工作状态，减小传输特性的谐波分量。合理选择变频器工作状态，减小传输特性的谐波分量。限制输入信号限制输入信号 的幅度。的幅度。选择中频频率，避开变频过程可能产生的组合频率。选择中频频率，避开变频过程

38、可能产生的组合频率。63本讲稿第六十三页，共七十一页组合副波道干扰与组合频率干扰组合副波道干扰与组合频率干扰n组合副波道干扰是外来干扰信号与本振信号的组组合副波道干扰是外来干扰信号与本振信号的组合频率等于中频而产生的干扰。合频率等于中频而产生的干扰。n组合频率干扰组合频率干扰是由于是由于变频电路本身的非线性产生变频电路本身的非线性产生的组合频率接近中频而产生的干扰的组合频率接近中频而产生的干扰。64本讲稿第六十四页，共七十一页 （三）交叉调制干扰（三）交叉调制干扰（1）现象）现象n如果接收机对欲接收信号频率调谐，则可清楚地收到干扰信如果接收机对欲接收信号频率调谐，则可清楚地收到干扰信号电台的声

39、音号电台的声音n接收机对欲接收信号频率失谐，则干扰电台的声音减弱接收机对欲接收信号频率失谐，则干扰电台的声音减弱n如果欲接收电台的信号消失，则干扰电台的声音也消如果欲接收电台的信号消失，则干扰电台的声音也消失失n这种现象好象是干扰电台的声音调制在欲接收电台信这种现象好象是干扰电台的声音调制在欲接收电台信号的载波上，故称其为号的载波上，故称其为交叉调制干扰交叉调制干扰n如果两个电台都是如果两个电台都是调幅信号调幅信号，则会产生交调干扰，则会产生交调干扰n它是由高频它是由高频放大器的非线性和混频器的非线性放大器的非线性和混频器的非线性引起的引起的65本讲稿第六十五页，共七十一页（2）交叉调制干扰的

40、数学分析交叉调制干扰的数学分析n变频器：变频器：66本讲稿第六十六页，共七十一页 交叉调制是由晶体管特性中的交叉调制是由晶体管特性中的三次或更高次三次或更高次三次或更高次三次或更高次非线性项产生非线性项产生n限制高频放大器输入信号幅度，以使高频放大器和变频器基本工限制高频放大器输入信号幅度，以使高频放大器和变频器基本工作于线性状态作于线性状态 交叉调制和干扰信号幅度的平方成正比交叉调制和干扰信号幅度的平方成正比n提高前端电路的选择性，是克服交叉调制的有效措施提高前端电路的选择性，是克服交叉调制的有效措施67本讲稿第六十七页，共七十一页（四）互相调制干扰（四）互相调制干扰n互调干扰是指两个或多个

41、干扰电压同时作用在混频器输互调干扰是指两个或多个干扰电压同时作用在混频器输入端，经混频器，产生近似中频的组合频率，进入中放入端，经混频器，产生近似中频的组合频率，进入中放通带内形成干扰。通带内形成干扰。n二阶互调二阶互调p=1,q=1n三阶互调三阶互调pq=3n产生互调干扰应满足：68本讲稿第六十八页，共七十一页二阶互调干扰二阶互调干扰n例例1 中频频率为中频频率为0.5MHz的接收机，当接收的接收机，当接收2.4MHz的有用信号时，如果混频器输入回路选择性不好，有的有用信号时，如果混频器输入回路选择性不好，有两个干扰信号两个干扰信号fn1=1.5MHz、fn2=0.9MHz也进入混频也进入混

42、频器，则当器，则当fi=fL-fc时，时，fL=2.9MHz,混频器三次方项产混频器三次方项产生有如下组合频率生有如下组合频率它也正好落入中频通带内，产生二阶互调干扰。它也正好落入中频通带内，产生二阶互调干扰。69本讲稿第六十九页，共七十一页三阶互调干扰三阶互调干扰n例例2 中频频率为中频频率为0.5MHz的接收机，当接收的接收机，当接收2.4MHz的有用信号时，如果混频器输入回路选择性不好，的有用信号时，如果混频器输入回路选择性不好，有两个干扰信号有两个干扰信号fn1=2MHz、fn2=1.6MHz也进入混也进入混频器，则当频器，则当fI=fL-fc时，时，fL=2.9MHz,混频器四次方项

43、混频器四次方项产生有如下组合频率产生有如下组合频率它也正好落入中频通带内，产生三阶互调干扰。它也正好落入中频通带内，产生三阶互调干扰。70本讲稿第七十页，共七十一页互调干扰的性质互调干扰的性质n互调干扰是由放大器或混频器特性的二次、三次和互调干扰是由放大器或混频器特性的二次、三次和更高次非线性项产生的更高次非线性项产生的n互调干扰分量的强度同输入干扰信号振幅有关，互调干扰分量的强度同输入干扰信号振幅有关，干扰信号振幅愈大，则互调干扰分量愈大干扰信号振幅愈大，则互调干扰分量愈大n产生互调干扰的两个干扰信号频率之间必须满足产生互调干扰的两个干扰信号频率之间必须满足一定的关系，所以它不同于交调一定的关系，所以它不同于交调71本讲稿第七十一页，共七十一页