通信电路原理_第11章.pptx

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1、11-1概述1一、混频与变频变频:本振与混频为一个管混频:混频独立为一个管组成和原理组成和原理(图图11-1p339/AM)11-1p339/AM)设：载频设：载频 f f0 0本振频率本振频率 f fL L中频中频 f fi i ffLL-f f0 0=f fi i 低中频方案低中频方案(广播、电视广播、电视)f fL L+ff0 0=f fi i高中频方案高中频方案(SSB(SSB电台电台)FMFM信号混频信号混频第1页/共38页FM信号混频第2页/共38页二、对混频器的主要要求1信号失真小仅对信号载频进行变换，即:保持原AM波的包络变化规律，保持原FM波的频率变化规律；2噪声系数小因混频

2、器处于系统前端；3混频增益大可提高灵敏度和系统信躁比；4选择性好抑制组合频率和干扰。第3页/共38页三、混频器的分析方法1.vS(o)、vL(L)幅度均较小采用幂级数法(p201)v=V0m+V1mcos1t+V2mcos2t代入幂级数展开式，取前四项，得:含有：含有：第4页/共38页2.vS(0)小、vL(L)大采用时变参量法，(p2036-31式)i=(Io+I1cosLt+I2cos2Lt+.)+(go+g1mcosLt+g2mcos2Lt+.)VsmcosSt乘积项：g1cosLtVsmcosSt含有：第5页/共38页3.乘法混频器(p190)令：令：v v1 1=V Vcmcm(1+

3、(1+mmcoscostt)cos)cos o ot tvv2 2=V=VLmLm coscos L Ltt(本地参考信号）本地参考信号）(o o L L)则：则：v v3 3=KvKv1 1v v2 2=KVKVcmcmV VLmLm(1+(1+mmcoscostt)cos)cos o ot tcoscos L Lt t=(=(K K/2)/2)V Vcmcm V VLmLm(1+(1+mmcoscostt)cos()cos(o o+L L)t t+(+(K K/2)/2)V Vcmcm V VLmLm(1+(1+mmcoscostt)cos()cos(o o-L L)t t 经带通滤波器（

4、经带通滤波器（f fo o=f fo o+f fL L,B B=2=2F F)v v上混频上混频=(=(K K/2)/2)V Vcmcm V VLmLm(1+(1+mmcoscostt)cos()cos(o o+L L)t t 经带通滤波器（经带通滤波器（f fo o=f fo o-f fL L,B B=2=2F F)v v下混频下混频=(=(K K/2)/2)V Vcmcm V VLmLm(1+(1+mmcoscostt)cos()cos(o o-L L)tt 第6页/共38页11-2晶体管混频2 一、基本电路(图11-2p341)带通滤波器(选频网络)中心频率：i=L-o保证输出vi(i)

5、的通带,与输入vs(o)的通带相同第7页/共38页二、混频原理采用时变参量分析法输入信号vs(t)几mv在不同工作点(跨导)处，瞬时为线性放大。本振信号vL(t)50200mv改变工作点的周期性函数。第8页/共38页三、混频器主要参数(图11-3p343)第9页/共38页工作状态选择(图11-4p343)第10页/共38页(图11-5p344)例：小于10MHz工作时，为使Apc大、Nf小，综合选择：Ie=0.21mA,VL=50250mV第11页/共38页四、实例1.电视机混频电路(图11-6p344)(1)(1)回路并接回路并接 1.2K,1.2K,降低降低Q Q值值,=2(=2(强耦合强

6、耦合),),以保证以保证 8MHz8MHz的全电视信号通过。的全电视信号通过。(2)(2)I Ie e=2mA=2mA，略大，略大(可提高可提高 A Apcpc)，前有高放级，前有高放级，N Nf f 影响较小。影响较小。第12页/共38页2.广播接收机变频电路(图8-7p247)第13页/共38页3.双频手机的混频电路(图11-7p345)第14页/共38页11-3场效应管混频3 双极性晶体管：含有许多高次方项，易产生组合频率干扰和失真。含有许多高次方项，易产生组合频率干扰和失真。场效应管的平方律特性：(图11-8p346)可避免出现高次项，且可避免出现高次项，且v v2 2项的系数为项的系

7、数为常数，可减少组合频率干扰和失真。常数，可减少组合频率干扰和失真。第15页/共38页一、混频电路(图11-9p348)(a)结型(b)双栅MOS型第16页/共38页二、场效应管混频特点1.iD中无高次项，组合频率干扰小；动态范围大(vs可较大)；输入、输出阻抗大。2.混频增益较低，收音机、电视机较少应用。第17页/共38页11-4集成混频电路2一、简单差动对管混频(图11-10p349)为二象限乘法器混频：当vs较小时，ic中有Kv1v2项，选出下中频项i=L-o第18页/共38页二、双差动模拟乘法混频电路为四象限乘法器(图11-11p349)优点：优点：抑制中频干扰能力强；抑制中频干扰能力

8、强；寄生频道、组合信号少；寄生频道、组合信号少；互调和交调失真小；互调和交调失真小；噪声低。噪声低。且：且：v vL L v vs s(可互换可互换)时也时也无包络失真，但增益无包络失真，但增益。第19页/共38页三、ULN-2204单片收音机混频及本振电路(图11-12p350)第20页/共38页四、MC1596乘法器混频电路(图11-13p351)第21页/共38页11-5组合频率干扰及非线性失真11.组合频率干扰在中频附近（通带内）时难以消除；2.输入vs之外，存在邻波道信号vm，可产生寄生频道干扰和交叉调制失真；3.vs幅度较大时，易产生寄生调幅(包络失真)。第22页/共38页一、组合

9、频率干扰vs与vL的不同谐波的一些组合频率分量，若在中频附近的信号通带内，无法滤除，产生组合频率干扰。例如:晶体三极管ic中的组合频率分量fp,q=|pfLqfo|(表11-2p352)第23页/共38页例1:接收vs的f0=931kHz,中频fi=465kHz则本振vL的fL=1396kHz若：fp,q=2f0-fL=1862-1396=466kHz466kHz在中频附近通带内，无法滤除。因检波器的非线性作用产生：466-465=1kHz(差拍信号干扰/哨声)克服方法：减小器件非线性；采用平方律器件；重新选择中频。第24页/共38页例2:f0=930kHz,fi=465kHz,则fL=139

10、5kHzfL-f0=1395-930=465kHz(有用fi)2f0-fL=1860-1395=465kHz(无用fi/中频干扰)第25页/共38页二、寄生频道fM干扰(组合副波道干扰)将产生寄生频道干扰。第26页/共38页例1:f0=1070kHz,fi=465kHz,fL=1535kHz,fM=1000kHzfL-f0=1535-1070=465kHz(有用fi)2fMfL=2000-1535=465kHz(无用fi/中频干扰)计算fM:p=1,q=2fM=(pfL+fi)/q=(1535+465)/2=1000kHz第27页/共38页例2:f0=660kHz,fi=465kHz,fL=1

11、125kHzp=0,q=1:fM=465kHz(产生中频干扰)p=1,q=1:fM=1590kHz=f0+2fi=fL+fifM=1590kHz时,产生镜像中频干扰(图11-14p353)p p=2,=2,qq=3:=3:ffMM=.=.p p=3,=3,qq=3:=3:f fMM=.=.第28页/共38页三、非线性失真1.1.包络失真和大信号阻塞包络失真和大信号阻塞 v vs s过大时：过大时：(1)(1)包络失真：幂级数中的高次方项起作用。包络失真：幂级数中的高次方项起作用。(2)(2)大信号阻塞：晶体管饱和或截止大信号阻塞：晶体管饱和或截止(限幅限幅)。2.2.交叉调制失真交叉调制失真设

12、：设：v vs s之外，存在干扰台之外，存在干扰台v vMM则：则：v vbebe=v vL L+v vs s+v vMM若是若是v vMM调幅信号，将产生许多交叉调制信号，当某交叉调调幅信号，将产生许多交叉调制信号，当某交叉调制信号的中心频率为制信号的中心频率为f fi i时，则时，则v vMM信号信号(干扰干扰)和和v vs s信号被同时放信号被同时放大和解调。大和解调。3.3.互相调制失真互相调制失真若若v vs s之外，存在干扰台之外，存在干扰台v vM1M1、v vM2M2，则产生类似交叉调制失，则产生类似交叉调制失真的互相调制失真。真的互相调制失真。第29页/共38页四、减小干扰和

13、失真的措施1.vs较小；2.提高混频前各级(天线回路,高放)的选频能力；3.采用具有乘法、平方律特性的器件；4.采用乘法器、平衡混频电路；5.合理选择fi。第30页/共38页11-6零中频频谱变换0 零中频混频概念:第31页/共38页一、零中频接收机 设输入为已调制信号设输入为已调制信号X X(t)(t)(调幅、调角波调幅、调角波)为为:第32页/共38页经相乘器后：低通滤波器滤去高频，取出低频输出，即低通滤波器滤去高频，取出低频输出，即:第33页/共38页讨论：1输入已调信号X(t)为调幅波2输入已调信号X(t)为调角波第34页/共38页二、软件无线电中的零中频接收 第35页/共38页第十一章第十一章 小结小结11-111-1概述概述11 混频的作用和原理。混频的作用和原理。11-211-2晶体管混频晶体管混频22 混频电路分析混频电路分析11-311-3场效应管混频场效应管混频3311-411-4集成混频电路集成混频电路22 电路分析电路分析11-511-5组合频率干扰及非线性失真组合频率干扰及非线性失真11组合频率干扰、寄生频道干扰和组合频率干扰、寄生频道干扰和 交叉调制失真。交叉调制失真。11-611-6零中频频谱变换零中频频谱变换00第36页/共38页END第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页