第四章时不变非线性电路优秀课件.ppt

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1、第四章第四章时不不变非非线性性电路路第1页，本讲稿共84页44.1.1 概述概述n无线电元件分为三类无线电元件分为三类线性元件非线性元件时变参量元件 线性元件：元件参数与通过该元件的电流或施加的电压无关。如电阻、电容、实心电感、工作于线性状态下的二极管、晶体管等。说明线性、非线性是相对的，由静态工作点和动态范围决定。非线性元件：元件参数与通过该元件的电流或施加的电压有关。如二极 管的内阻，晶体管的放大系数等.时变参量元件：元件的参数不是恒定的，而是按照一定规律随时间变化 的，但这种变化与通过元件的电流或元件上的电压没有 关系，可以认为时变参量元件是参数按某一方式随时间 变化的线性元件。第2页，

2、本讲稿共84页线性电路：由线性元件组成的电路。如谐振电路，滤波器、低/高频小信号放大器 非线性电路：包含非线性器件的电路，如功放，调制解调等 电路。参量电路（时变电路）：与上两种元件不同，它的参数是按 照一定规律随时间变化的。44.1.1 概述概述第3页，本讲稿共84页4.2 4.2 非线性元件的特性非线性元件的特性线性电路分析方法：常系数线性微分方程法，方法成熟 非线性电路分析方法：非线性微分方程，解法繁锁，严格求解困难。图解法：据非线性元件特性曲线和输入信号波形工程上用近似的分析法 通过作图直接求出输出。解析法：非严格的数学表达式，而是借助于非线 性元件特性曲线的数学表示式列出电路 方程，

3、从而解出电路中的电流或电压，据信号强弱、特性曲线应用范围。幂级数分析法 折线分析法 指数分析法 参量电路分析方法 变系数微分方程 第4页，本讲稿共84页4.2 4.2 非线性元件的特性非线性元件的特性工作特性的非线性 具有频率变换能力 不满足叠加原理 一、非线性元件的工作特性 半导体二极管的伏安特性线性电阻的伏安特性Q Q：直流工作点直流工作点直流电阻直流电阻 静态电阻；特性曲线上任一点对应的尺寸静态电阻；特性曲线上任一点对应的尺寸VoVo有关有关动态电阻动态电阻 交流电阻；交流电阻；r r 也与也与VoVo有关有关对非线性电阻，在伏安特性曲线上任一点，静态电阻与动态电阻的大小不同，对非线性电

4、阻，在伏安特性曲线上任一点，静态电阻与动态电阻的大小不同，第5页，本讲稿共84页隧道二极管是非线性电阻的另一个实际例子。隧道二极管是非线性电阻的另一个实际例子。如如AB段，段，V0时时i0r50mv，这点靠VBE的合理取值容易解决也可取较大的输入信号得以保证。4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、指数函数分析法第15页，本讲稿共84页C C）忽略晶体管体电阻上的压降，近似认为忽略晶体管体电阻上的压降，近似认为11（即忽略即忽略i iB B）,则则表示晶体管的转移特性。表示晶体管的转移特性。(1)(1)小信号输入时的响应小信号输入时的响应设晶体管基射之间的输入信号为（见图设晶体管

5、基射之间的输入信号为（见图A A）静态工作点电压静态工作点电压 信号电压信号电压当信号电压 足够小时，即 时，据 ,当xVBZ,任何期间导通角 ,甲类状态即线性放大状态4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、指数函数分析法第17页，本讲稿共84页2、乙类运用在激励信号的Vb(t)半周期导通，半周期截止的状态即VBB=VBZ，则将ic用付氏级数展开3、丙类运用小于激励信号半个周期的期间导通的状态4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、指数函数分析法第18页，本讲稿共84页2）大信号输入时的响应大信号输入时的响应仍设仍设，但，但条件不满足条件不满足在在wt=0，2，4j

6、时，时，ic为峰值为峰值为观察不同激励信号为观察不同激励信号幅度下幅度下ic(t)的波形，以的波形，以Z为参变量把为参变量把ic对对IP归一化归一化由图得出结论由图得出结论Vm Z较小时，输出电流接近余弦波较小时，输出电流接近余弦波Vm Z越大时，输出电流愈接近脉冲波越大时，输出电流愈接近脉冲波（高次谐波分量增加）（高次谐波分量增加）4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、指数函数分析法第19页，本讲稿共84页二、折线分析法幂级数分析法，利用特性曲线确定解析式，信号较小时，方便适用，当输入信号很大时，需取3次方程以上，计算复杂。折线分析法，是针对足够大的输入信号采用的一种简易方法

7、，一般用于高频功率放大器分析如下图所示4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 第20页，本讲稿共84页据晶体管的转移特性曲线，当据晶体管的转移特性曲线，当VBVBZ时导通，时导通，VB23对应对应某某谐谐波，有一相波，有一相应应C角，使角，使对应对应某某谐谐波，有一相波，有一相应应C角，使角，使=0，抑制，抑制1 1/0 0可分析效率，可分析效率，I1/I0=1/0 效率高效率高C=180时时,2=3=4=0甲甲类类无无谐谐波，可波，可选选C做倍做倍频频器器4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、折线分析法第25页，本讲稿共84页exp：二极管理想，求回路电流的直流分量

8、、基波分量及二次谐波分量、三次谐波分量 二极管是理想的，故其折线特性如图 4 4.3 3 非线性电路分析法非线性电路分析法 二、折线分析法第26页，本讲稿共84页4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法时变参量元件：其参数不是恒定的而是按照一定规律随时间变化的但这种变化与通过元件的电流或元件上的电压没有关系，可认为是参数按某方式随时间变化的线性元件。取两个交变信号，同时作用于一个非线性器件上，（二极管，晶体管等），如下图 第27页，本讲稿共84页据非线性器上的电压V（VD或VBE）与电流i（ib或ic）的关系 当满足V1mV2m时，可把V1（t）看作是附加偏置，在V1（t）的作用下，

9、器件的工作点在曲线上周期性地变化。如V1（t）=0时，工作点为Q，（）；V1（t）=V1m时，工作点为Q1，（）V1（t）=-V1m时，工作点为Q2，（）4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法第28页，本讲稿共84页而对小信号V2（t）而言，可认为始终工作于线性。由于器件的工作点随时间周期变化，就使得器件的参量（如跨导）也是一个随时间周期变化的，为此，将这种工作状态下的器件称为线性时变参量器件，相应的电路亦称为时变参量电路。（由于对小信号可视为线性，对多个小信号，可用叠加原理）时变跨导电路，如上页，器件始终工作在放大区时变参量电路形式 时变电阻电路，后述开关状态工作时变电抗电路，第

10、八章4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法第29页，本讲稿共84页一、一、时变时变跨跨导电导电路分析路分析对对照晶体管的混合照晶体管的混合型等效型等效电电路，路，电电流源可用流源可用表示（表示（P65图图3.2.5b）即即若若上上式式中中gm按按某某一一频频率率随随时时间间变变化化，则则表表达达式式中中将将出出现现两两频频率率的的乘乘积积项项，从从而而出出现现和和频频及及差差频频分量，分量，实现频实现频率率变换变换作用作用如右如右图图一个三极管，混一个三极管，混频电频电路原理路原理图图本地振本地振荡荡信号信号接收到的高接收到的高频频信号信号fi=fofs高高频频，VBB：静：静态态

11、工作点工作点电压电压VomVsm26mV260mV器件参量随器件参量随Vom控制，而控制，而Vs基本基本处处于于线线性状性状态态4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法第30页，本讲稿共84页为讨论方便，将在静态时变工作点VB处展为泰勒级数 在设计这个电路时，若保证晶体管工作在放大区，同时满足VomVsm的条件，则该电路的分析方法，可用幂级数分析法。方法如下：如图所示，施加于b e端的电压为由于信号电压Vs很小，幂级数中vs2高项以上各高次项可忽略 4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法一、时变跨导电路分析第31页，本讲稿共84页为晶体管的跨导，同理，因为vo是wo的周期

12、函数，则g(t)亦是wo的周期函数，g(t)可用付氏级数展开，即 其其中中i ic0c0(t)(t)是是时时变变工工作作点点电电流流，即即只只有有VBB和和VO时时的的集集电电极极电电流流。称称静静态态时时变变集集电电极极电电流流（静静态态是是相相对对Vs而而言言），因因为为Vo是是Wo的的周周期期函函数数，所所以以ico也也是是wo的的周周期函数，可将期函数，可将ico用付氏用付氏级级数展开，即数展开，即将以上两式代入 ，则 4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法一、时变跨导电路分析第32页，本讲稿共84页就是所需的中频项，若谐振回路调谐于，则可实现混频目的，这种电路实现混频的作

13、用，是依靠合理设置 ，使跨导随wo周期变化，即靠时变跨导的作用实现的。式式中中Ico，Icm1,Icm2分分别别是是集集电电极极电电流流随随本本振振电电压压Vo周周期期性性变变化化的的直直流流分分量量、基基波波分分量量和和二二次次谐谐波波分分量量的的幅幅度度。g0,g1,g2分分别别是是跨跨导导随随Vo变变化化的的直直流流分分量量，基基波波分量，二次分量，二次谐谐波分量的幅度。波分量的幅度。由由上上式可式可见见，式中，式中 4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法一、时变跨导电路分析第33页，本讲稿共84页模拟乘法器也是一种时变跨导电路，能实现频率变换的功能，差分对乘法器是一种基本电

14、路，下面对差分对乘法器实现频率变换进行分析。原理电路如右图，需说明两个问题。4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法二、模拟乘法器电路分析V1第34页，本讲稿共84页 其中则同理 令称归一化非线性特性因子 则同理 上两式中，i0是变v2控制的恒流源，其变化规律如且不论。而ic1，ic2都是 的函数，据上两式画出 ，随Z的变化曲线如下图4.4线性时变参量电路分析法线性时变参量电路分析法二、模拟乘法器电路分析第35页，本讲稿共84页 由图可见：|z|1 时，ic1,ic2随v近似为线性关系由T=300K时，结论，欲使乘法器对V1（t）是线性工作，则|V1|0时时，电导电导当当s(t)=0

15、v2Vsm使晶体管工作在线性时变状态，所以晶体管集电极静态电流ic(t)和跨导gm(t)均随 作周期性变化。2、晶体管混频器的分析方法：第55页，本讲稿共84页 由由于于信信号号vs远远小小于于v0，可可以以近近似似认认为为对对器器件件的的工工作作状状态态变变化化没没有有影影响响。此此时时流流过过器器件件的的电电流为流为i=f(v)=f(v0+vs+vBB)可可将将v0+vBB看看成成器器件件的的交交变变工工作作点点，则则i(t)可可在在其其工工作作点点vB(v0+vBB）处处展展开开为为泰泰勒级数勒级数由于由于vs的值很小，可以忽略二次方及其以上各项，则的值很小，可以忽略二次方及其以上各项，

16、则i(t)近似为近似为其其中中f(vB)是是vs=0时时仅仅随随vB变变化化的的电电流流，称称为为时时变变静静态态电电流流，f(vB)也也随随vB而而变变化化，称称为为时时变跨导变跨导g(t)，电流可以写为电流可以写为i(t)ic0(t)+g(t)vs(t)将将vB=VBB+V0mcos 0t，vs=Vsmcos st代入式展开并整理，得代入式展开并整理，得 2、晶体管混频器的分析方法：第56页，本讲稿共84页若中频频率取差频 ，则混频后输出的中频电流为 其振幅为 输出的中频电流振幅输出的中频电流振幅Iim与输入高频信号电压的振幅与输入高频信号电压的振幅Vsm成正比。若高频信号电压振幅成正比。

17、若高频信号电压振幅Vsm按一定规律变化，则中频电流振幅按一定规律变化，则中频电流振幅Iim也按相同的规律变化也按相同的规律变化仅仅仅仅 改变信号频率，改变信号频率，而包络波形没有改变而包络波形没有改变2、晶体管混频器的分析方法：第57页，本讲稿共84页若设 其振幅为则混频器输出的中频电流为只是将 由上式引出变频跨导gc的概念，它的定义为 *注意变频跨导与晶体管时变跨导的区别 ttffs-fs fs+ffi-fi fi+2、晶体管混频器的分析方法：第58页，本讲稿共84页 3.晶体管混频器的主要参数 混频器除混频跨导外，还有输入导纳、输出导纳、混频增益等参数。前述已知在晶体管混频器的分析中，把晶

18、体管看成一个线性参变元件，因此可采用分析小信号线性放大器时所用的等效电路来分析混频器的参数。一、晶体管混频器的分析第59页，本讲稿共84页(1)混频输入导纳 混频输入导纳为输入信号电流与输入信号电压之比，在计算混频器的输入导纳时，可将图所示的等效电路作进一步的简化。混频器的输入回路调谐于s，输出回路调谐于i。对频率s而言，输出可视为短路，同时考虑到CbeCbc，由此得到输入等效电路如图所示，并可算出混频输入导纳为 输入导纳的电导部分为 而电纳部分(电容)一般总是折算到输入端调谐回路的电容中去。3.晶体管混频器的主要参数第60页，本讲稿共84页 (2)混频输出导纳 混频输出导纳为输出中频电流与输

19、出电压之比，输出导纳是对中频i而言在输出端呈现的导纳。因此，调谐于s的输入回路可视为短路，得到输出等效电路如图所示，并可算出混频输出导纳为 输出等效电路输出导纳中的电导为 3.晶体管混频器的主要参数第61页，本讲稿共84页(3)混频跨导 gc 在混频中，由于输入是高频信号，而输出是中频信号，二者频率相差较远，所以输出中频信号通常不会在输入端造成反馈，电容Cbc的作用可忽略。另外，gce一般远小于负载电导GL，其作用也可以忽略。由此可得到晶体管混频器的转移等效电路如图所示g1是在本振电压加入后，混频管跨导变量中基波分量 晶体管混频器的转移等效电路由于g(t)是一个很复杂的函数，因此要从上式来求g

20、1是比较困难的。从工程实际出发，采用图解法，并作适当的近似，混频跨导可计为：3.晶体管混频器的主要参数第62页，本讲稿共84页使用图解法求混频跨导使用图解法求混频跨导gc（1）由给定的晶体管转移特性曲线）由给定的晶体管转移特性曲线ic=f(vBE)画出跨导画出跨导g与与vBE的关系曲线的关系曲线g=f(vBE)这里假定集电极电压固定不变（忽略中频电压影响）这里假定集电极电压固定不变（忽略中频电压影响）ic只和只和vBE有关有关（2）做）做g随随t的曲线（由静态跨导特性曲线和时变工作点电压确定）的曲线（由静态跨导特性曲线和时变工作点电压确定）混频时，混频时，g随随vo(t)周期性变化周期性变化A

21、为减少交叉失真和干扰哨声等不良为减少交叉失真和干扰哨声等不良影响，一般把混频器的直流工作点影响，一般把混频器的直流工作点选在选在gvBE曲线的线性部分的中点曲线的线性部分的中点B为加大跨导为加大跨导g的变化范围，可增加的变化范围，可增加本振，但本振电压幅值应保持在本振，但本振电压幅值应保持在线性范围内线性范围内（2）由）由g(t)曲线确定曲线确定gc由于工作于由于工作于gvBE线性区，线性区，g(t)可近似为可近似为g(t)=g0+g1cosw0t式中式中g0=gQ不加本振电压时的跨导不加本振电压时的跨导g1(gmax-gmin)/2gmax/2（一般（一般gmin=0）而而g0(gmax-g

22、min)/2gmax/2所以所以gmaxgmin时时g1g0gmax/2即保证即保证VBB在在gvBE线性部分中点，线性部分中点，vo(t)不超出线性范围，变频跨导不超出线性范围，变频跨导gC=g1/2 gmax/4vBEiC转移特性曲线gvBEvBEg静态跨导特性曲线tvBtg(t)g0g13.晶体管混频器的主要参数第63页，本讲稿共84页(4)混频器的增益 将混频输入电纳和输出电纳归并在输入、输出端的调谐回路的电容中去，则得到晶体三极管的等效电路如图所示，图中负载电导gL是输出回路的谐振电导。由图可以算出所以混频电压增益 混频功率增益晶体三极管混频器等效电路如果电路匹配，使goc=gL，则

23、可得到最大混频功率增益 *上述计算变频增益时，没有考虑谐振回路中的损耗电阻产生的插入损耗 3.晶体管混频器的主要参数第64页，本讲稿共84页4.晶体三极管混频器的实际电路 (1)混频电路 下 图是电视机中的混频器电路。由高频放大器输入的信号，经双调谐电路耦合加到混频管的基极，本振电压通过耦合电容C1也加到基极上。本振信号的频率要比信号的图像载频高38MHz，为了减小两个信号之间的相互影响，耦合电容C1的值取得很小。电视机的混频电路为使输出电路在保证带宽下具有良好的选择性，常采用双调谐耦合回路，并在初级回路中并联电阻R，用以降低回路Q值，满足通带的要求。次级回路用C2，C3分压，目的是与75电缆

24、特性阻抗相匹配。一、晶体管混频器的分析第65页，本讲稿共84页 下图为晶体管混频器实用电路的交流通路。应用在日立CTP-236D型彩色电视机ET-533型VHF高频头内。图中的V1管用作混频器，输入信号(即来自高放的高频电视信号，频率为fs)由电容C1耦合到基极；本振信号由电容C2也耦合到基极，构成共基混频方式，其特点是所需要的信号功率小，功率增益较大。混频器的负载是共基式中频放大器(V2构成)的输入阻抗。晶体管混频器实用电路4.晶体三极管混频器的实际电路第66页，本讲稿共84页(2)变频电路 下图是晶体管中波调幅收音机常用的变频电路，其中本地振荡和混频都由三极管3AG1D完成。图中，R1，R

25、2，R3是偏置电阻，L4，C4，C1B，C6组成振荡回路，L3是反馈线圈。中频回路L5C5的并联阻抗对本振频率而言可视为短路，因此，3AG1D构成共基极变压器耦合振荡器。由磁性天线接收到的无线电信号经过L1，C1A，C2组成的输入回路，选出所需频率的目标信号，再经L1与L2的变压器耦合，送到晶体管的基极。本振信号经C7注入晶体管的发射极，混频后由集电极输出。L3对中频可视为短路，C5，L5调谐于中频，以便抑制混频输出电流中的无用频率分量(如fs,f0,f0+fs,2f0fs等)。输出中频分量fi=f0-fs，经L6耦合至后级中频放大器。4.晶体三极管混频器的实际电路自激式变频器电路L4第67页

26、，本讲稿共84页三极管混频器的优点：有变频增益 缺点：1、动态范围较小 几十mV 2、组合频率干扰严重 3、噪声较大:与二极管比较 4、存在本地振荡辐射二极管混频器的优点：1、动态范围较大 2、组合频率干扰少 3、噪声较小 4、不存在本地辐射缺点：无变频增益第68页，本讲稿共84页 1.二极管平衡混频器 常用二极管平衡混频器和环形混频器。它们的优点是组合频率少、动态范围大、噪声小、本振电压无反向辐射等。缺点是变频增益小于1。平衡混频器原理电路总电流信号频率项中频项与前对比，二极管平衡混频器在有用信号频率不变的基础上，进一步消除了由s(t)V0产生的w0,2w0,4w0等分量，进一步减少频率干扰

27、，同时避免本地振荡辐射。4.7 二极管混频器二极管混频器第69页，本讲稿共84页2.环形混频器 环形混频器由两个平衡混频器构成，其主要优点是输出中频信号是平衡混频器的两倍，而且抵消了输出电流中的某些组合频率分量，从而减小混频器中所特有的组合频率干扰。4.7 二极管混频器二极管混频器环形混频器第70页，本讲稿共84页由平衡混频器得输出电流中：环型混频器输出总电流为：其中：则 4.7 二极管混频器二极管混频器2.环形混频器第71页，本讲稿共84页中频电流：环型混频器输如总电流为：同理输入电流中：信号电流：对照单二极管混频器，二者只相差一个系数。由此画出与前完全一样的对称形式，相应的电压增益和功率增

28、益完全相同信号电流与中频电流写出复数形式 4.7 二极管混频器二极管混频器2.环形混频器第72页，本讲稿共84页目前，许多从短波到微波波段的整体封装二极管环形混频器已作为系列产品，一个用于0.5500MHz的典型环形混频器(SRA-1双平衡混频器)的外形及电路示于下图。使用时，8，9端外接信号电压s，3，4端相连，5，6端相连，然后在3，5端间加本振电压L，中频信号由1，2端输出。此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减器、调制器等。封装环形混频器的外形与电路4.7 二极管混频器二极管混频器2.环形混频器第73页，本讲稿共84页两信号相乘可以得到其和、差频分量，因此两信号相乘实现混

29、频是最直观的方法，利用模拟相乘器可构成乘积型混频器。MCI596是集成化模拟乘法器芯片，由它构成的混频电路，可大大减小由组合频率分量产生的各种干扰，另外还具有体积小、重量轻、调整容易、稳定可靠等优点。被混频的信号电压由端子被混频的信号电压由端子输入，最大值约输入，最大值约15mV；本振电压由端子；本振电压由端子输入，振幅约输入，振幅约100mV；相乘后的信号由第；相乘后的信号由第端子输出经端子输出经带通滤波后，即可获得中频信号输出。输带通滤波后，即可获得中频信号输出。输入端不接调谐回路时入端不接调谐回路时为宽频带应用。为宽频带应用。MCI596构成的集成混频电路本电路可对高频或甚高频信号进行混

30、频，如s的频率为200MHz时，电路混频增益约9dB，灵敏度14V，当输入端接有阻抗匹配的调谐回路时，可获更高的混频增益。输出带通滤波器的中心频率约9MHz，其3dB带宽为450kHz。4.8 4.8 模拟乘法器混频电路模拟乘法器混频电路第74页，本讲稿共84页4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰讨论混频器时，出发点是设法尽量减少非线性产物，因为非线性产物的存在会导致各种讨论混频器时，出发点是设法尽量减少非线性产物，因为非线性产物的存在会导致各种干扰，这些干扰包括：干扰，这些干扰包括：信号与本振形成的组合频率干扰中频干扰外来干扰与本振形成的组合频率干扰镜像干扰组合副波道干扰交叉调制干扰互相

31、调制干扰阻塞干扰相互混频第75页，本讲稿共84页1.1.有用信号和本振产生的组合频率干扰有用信号和本振产生的组合频率干扰干扰哨声干扰哨声混频器的输出信号中所包含的各种频率分量为：混频器的输出信号中所包含的各种频率分量为：p p，q q为任意正整数，分别代表本振频率和信号频率的谐波次数。为任意正整数，分别代表本振频率和信号频率的谐波次数。只有只有p=q=1p=q=1对应的频率为对应的频率为f f0 0-f fs s的分量是所需要的中频信号。的分量是所需要的中频信号。如果某些组合频率落在谐振回路的通频带内，这些组合频率分量就和有用的中频分量一样，如果某些组合频率落在谐振回路的通频带内，这些组合频率

32、分量就和有用的中频分量一样，通过中放进入检波器，并在检波电路中与有用信号产生差拍，这时在接收机的输出端将产通过中放进入检波器，并在检波电路中与有用信号产生差拍，这时在接收机的输出端将产生哨叫声，形成有害的干扰。这种干扰又称为干扰哨叫。生哨叫声，形成有害的干扰。这种干扰又称为干扰哨叫。即当时会产生干扰哨叫。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰第76页，本讲稿共84页Exp.fExp.fi i=465kHz,f=465kHz,fs s=931kHz,=931kHz,则要求则要求f fo o=1396kHz,=1396kHz,此时此时当当p=

33、1,q=2p=1,q=2时时即即p=1,q=2p=1,q=2产生的差频产生的差频2f2fs s-f-fo o=466kHz,=466kHz,与信号电压一起通过中放，经检波后产生与信号电压一起通过中放，经检波后产生1kHz1kHz的差拍信号，发出干扰哨声的差拍信号，发出干扰哨声又又p=3,q=5p=3,q=5产生的差频产生的差频5f5fs s-3f-3fo o=467kHz=467kHz但但p p、q q越大，非线性器件的高次项系数越越大，非线性器件的高次项系数越小，可忽略。小，可忽略。1.1.有用信号和本振产生的组合频率干扰有用信号和本振产生的组合频率干扰干扰哨声干扰哨声一一.组合频率干扰和副

34、波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰第77页，本讲稿共84页 2、外来干扰信号和本振产生的干扰、外来干扰信号和本振产生的干扰(1)组合付波道干扰组合付波道干扰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，除了要接收的有用信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，除了要接收的有用信号外，干扰信号也会进入混频器。号外，干扰信号也会进入混频器。当干扰频率当干扰频率fn与本振频率与本振频率fo满足满足会产生组合副波道干扰会产生组合副波道干扰在组合副波道干扰中，某些特定频率形成的干扰称为副波道干扰。这种干扰主要在组合副波道干扰中，某些特定频率形成的干

35、扰称为副波道干扰。这种干扰主要有中频干扰和镜像干扰。这就好像除了接收的主波道有中频干扰和镜像干扰。这就好像除了接收的主波道fs外，附带出现一些寄生副波外，附带出现一些寄生副波道道fn，因此称副波道干扰。，因此称副波道干扰。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰第78页，本讲稿共84页1)1)中频干扰中频干扰:当干扰信号的频率等于或接近当干扰信号的频率等于或接近fi时（即时（即p=0,q=1）的干扰。）的干扰。若混频器前级电路选择性不好，是干扰串入混频器，则这一干扰将在混频器和若混频器前级电路选择性不好，是干扰串入混频器，则这一干扰将在混频

36、器和中放中得到放大，经检波后产生差拍信号。中放中得到放大，经检波后产生差拍信号。如电视接收机中频是如电视接收机中频是38MHz，广播中频，广播中频465kHz，若有干扰接近这些频率，串入混频器，若有干扰接近这些频率，串入混频器时，就会形成中频干扰。时，就会形成中频干扰。抑制中频干扰的方法抑制中频干扰的方法提高混频器前级电路的选择性。提高混频器前级电路的选择性。*在广播接收机中，在变频器前面的输入回路中加入中频陷波器，使中频短路，在广播接收机中，在变频器前面的输入回路中加入中频陷波器，使中频短路，滤除外来的中频干扰信号，收音机中要求中频抑制比滤除外来的中频干扰信号，收音机中要求中频抑制比30dB

37、*在电视接收机中，在变频器前面的输入回路中采用高通滤波器，只让欲接收的电视信号在电视接收机中，在变频器前面的输入回路中采用高通滤波器，只让欲接收的电视信号通过通过一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰2、外来干扰信号和本振产生的干扰第79页，本讲稿共84页2)镜像干扰（像频干扰）镜像干扰（像频干扰）:当外来干扰信号的频率当外来干扰信号的频率fn=fo+fi时（即时（即p=q=1），与有用信号），与有用信号fs相对于本振频率相对于本振频率fo来说，来说，恰成镜像对称关系恰成镜像对称关系如：若中频如：若中频465kHz,信号频率信号频率1MH

38、z，则本振频率，则本振频率fo=1465kHz，镜像频率为，镜像频率为1930kHz抑制中频干扰的方法抑制中频干扰的方法*提高混频器各级电路的选择性提高混频器各级电路的选择性*提高中频频率，中频越高，镜像频距提高中频频率，中频越高，镜像频距fs越远，越易被选频网络滤除。越远，越易被选频网络滤除。有些接收机中，采用高中频方式。有些接收机中，采用高中频方式。接收机中，通常要求对像频干扰抑制比接收机中，通常要求对像频干扰抑制比20-30dB上述讨论的组合频率干扰和副波道干扰都是由混频器本身产生的。上述讨论的组合频率干扰和副波道干扰都是由混频器本身产生的。另外，当干扰信号与有用信号同时进入混频器后，经

39、过非线性变换，也会产生接近中频的分量，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，也会产生接近中频的分量，而引起干扰。而引起干扰。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰2、外来干扰信号和本振产生的干扰第80页，本讲稿共84页3 3、其他类型的干扰、其他类型的干扰1)交叉调制交叉调制(交调交调)干扰产生的原因：由混频器干扰产生的原因：由混频器3次方以上的非线性传输特性产生的。次方以上的非线性传输特性产生的。其现象为：当所接收电台的信号和干扰电台同时进入接收机输入端时，如果接收机调其现象为：当所接收电台的信号和干扰电台同时进入

40、接收机输入端时，如果接收机调谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收机对接收信号频率失谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收机对接收信号频率失谐，干扰台的声音也消失。谐，干扰台的声音也消失。提高前端电路的选择性，减小干扰，是克服交调的有效措施提高前端电路的选择性，减小干扰，是克服交调的有效措施是否产生交调只决定于放大器或混频器的非线性，与干扰信号的频率无关，只要干扰是否产生交调只决定于放大器或混频器的非线性，与干扰信号的频率无关，只要干扰信号足够强，并进入接收机的前端电路，就可能产生交调。因此，交调是危害性较大信号足够强，并进入接收机的前端电路，就可能产生交调。因

41、此，交调是危害性较大的一种干扰形式。的一种干扰形式。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰第81页，本讲稿共84页2)2)互相调制互相调制(互调互调)干扰干扰当两个或两个以上的干扰进入到混频器的输入端时，它们与本振电压当两个或两个以上的干扰进入到混频器的输入端时，它们与本振电压v0一起加到混频管的一起加到混频管的发射结。由于器件的非线性作用，它们将产生一系列组合频率分量。如果某些分量的频发射结。由于器件的非线性作用，它们将产生一系列组合频率分量。如果某些分量的频率等于或接近于中频时，就会形成干扰，称为互调干扰。率等于或接近于中频时，就会形

42、成干扰，称为互调干扰。现象：接收机调谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收现象：接收机调谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收机对接收信号频率失谐，干扰台的声音仍然存在。机对接收信号频率失谐，干扰台的声音仍然存在。与交调情况类似，互调是由非线性器件二次、三次或更高次非线性项产生，而且干扰信与交调情况类似，互调是由非线性器件二次、三次或更高次非线性项产生，而且干扰信号幅度越大，互调干扰分量越大。号幅度越大，互调干扰分量越大。因此存在二阶互调和三阶互调及高阶互调。因此存在二阶互调和三阶互调及高阶互调。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.

43、9 混频器的干扰混频器的干扰3、其他类型的干扰第82页，本讲稿共84页3)阻塞干扰当一个强干扰信号进入接收机输入端后，由于输入电路抑制不良，会使前端电路内放大器或混频器的晶体管处于严重的非线性区域，使输出信噪比大大下降。这种现象称为阻塞干扰。产生阻塞观象的原因有两种，一种是强干扰作用下晶体管特性曲线非线性所引起的阻塞，为一种是强干扰破坏了晶体管的工作状态，使管子产生假击穿。4)相互混频：由于本振源内存在杂散边带功率，强干扰与杂散边带噪声混频产生的频率分量落在中频通带内形成中频噪声 一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰3、其他类型的干扰第

44、83页，本讲稿共84页综上所述减小各种干扰的措施可归纳为：综上所述减小各种干扰的措施可归纳为：(1)(1)提高混频级前端电路提高混频级前端电路(天线回路和高放天线回路和高放)的选择性。的选择性。(2)(2)合理地选择中频，能有效地减小组合频率干扰。合理地选择中频，能有效地减小组合频率干扰。(3)(3)合理地选择混频管的静态工作点合理地选择混频管的静态工作点。(4)(4)采用各种平衡电路。采用各种平衡电路。(5)(5)采用倍频和滤波器抑制二阶互调。采用倍频和滤波器抑制二阶互调。一一.组合频率干扰和副波道干扰组合频率干扰和副波道干扰4.9 4.9 混频器的干扰混频器的干扰3、其他类型的干扰第84页，本讲稿共84页