检波与混频电路学习笔记ppt课件.ppt

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1、检波与混频电路学习笔记检波与混频电路学习笔记(线性频率变换电路线性频率变换电路)(3)分类分类检波器概述(1)作用作用(2)实质实质从高频调幅波中解调出原调制信号检波器实际上是一种频谱搬移电路1检波电路检波电路1二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器1.大信号大信号包络包络检波的工作原理检波的工作原理(1)电路组成电路组成ZL+-uiVDRC+-uiRui+-Crd它是由输入回路、二极管它是由输入回路、二极管VD和和RC低低通滤波器组成。通滤波器组成。RC低通滤波电路有两个作用：低通滤波电路有两个作用：对低频调制信号对低频调制信号u来说，电容来说，电容C的的容抗容抗 ，电容，电容C相当于

2、开路，电阻相当于开路，电阻R就作为检波器的负载，其两端产生输就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压出低频解调电压 对高频载波信号对高频载波信号uc来说，电容来说，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。理想情况下，理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为低通滤波网络所呈现的阻抗为:(2)工作原理分析工作原理分析+uD-+-uoiduD=ui-uoRi充充+-uoi放放+-ui+-uiVDRCui+-Crd 当输入信号当输入信号ui(t)为调幅波时，那么载波为调幅波时，那么载波正半周时

3、二极管正向导通，输入高频电压正半周时二极管正向导通，输入高频电压通过二极管对电容通过二极管对电容C充电，充电时间常数充电，充电时间常数为为rdC。因为因为rdC较小，充电很快，电容上较小，充电很快，电容上电压建立的很快电压建立的很快,输出电压输出电压uo(t)很快增长很快增长。作用在二极管作用在二极管VD两端上的电压为两端上的电压为ui(t)与与uo(t)之差，即之差，即uD=ui-uo。所以二。所以二极管的导通与否取决于极管的导通与否取决于uD当当uD=ui-uo0，二极管导通；二极管导通；当当uD=ui-uo0，二极管截止。，二极管截止。ui(t)达到峰值开始下降以后，随着达到峰值开始下降

4、以后，随着ui(t)的下降，的下降，当当ui(t)=uo(t)，即，即uD=ui-uo=0时，二极管时，二极管VD截止。截止。C把导通把导通期间储存的电荷通过期间储存的电荷通过R放电。因放电放电。因放电时常数时常数RC较大，放电较缓慢。较大，放电较缓慢。检波器的有用输出电压：检波器的有用输出电压：uo(t)=u(t)+UDCUDCu(t)tuo(t)ucui(t)uo(t)u i(t)与与uo(t)tididi充充i充充i放放i放放+-+-图 4.2 二极管峰值包络检波器的包络检波波形 检波器的实际输出电压为：检波器的实际输出电压为：uo(t)+uc=u(t)+UDC+uc当电路元件选择正确时

5、，高当电路元件选择正确时，高频纹波电压频纹波电压uc很小，可以很小，可以忽略，输出电压为：忽略，输出电压为：uo(t)=u(t)+UDC包含了包含了直流及低频调制分量直流及低频调制分量。图图(a)：电电容容Cd的的隔隔直直作作用用，直直流流分分量量UDC被被隔隔离离，输输出出信信号号为为解解调调恢恢复后的原调制信号复后的原调制信号u，一般常作为接收机的检波电路。，一般常作为接收机的检波电路。图图(b)：电容电容C的旁路作用，的旁路作用，交流交流分量分量u(t)被被电容电容C旁路，输出信号为旁路，输出信号为直流分量直流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（，一般可作为自动增益控制信号（AGC信

6、号）的检测电路。信号）的检测电路。UDCu(t)uctuo(t)ui(t)uo(t)ui(t)与与uo(t)t峰值包络检波器的应用型输出电路峰值包络检波器的应用型输出电路+-UDC（b）ui+-CVDRRC+-uoui+-CVDRL+-uRCd+UDC -+-uo（a）由于充放电过程交替进行,因此uo波形呈锯齿状变化。可以归纳出以下几条规律:(1)由于rdC50,很小时很小时)代入上式可得：代入上式可得：仅当仅当gD为常数时为常数时,才为常数才为常数,d也才为常数也才为常数,此时输出此时输出信号振幅信号振幅Uom与调制信号振幅与调制信号振幅MaUim近似成线性关系。近似成线性关系。由于仅在大信

7、号工作时由于仅在大信号工作时,二极管的导通电压才可以忽略，二极管的导通电压才可以忽略，这时二极管伏安特性用折线近似，电导这时二极管伏安特性用折线近似，电导gD可视为常数可视为常数,因此峰值包络检波电路因此峰值包络检波电路仅适合于大信号工作仅适合于大信号工作。（2）检波的等效输入电阻）检波的等效输入电阻峰值检波器常作为超外差接收机峰值检波器常作为超外差接收机中放末级的负载中放末级的负载，故其输入阻抗故其输入阻抗对前级的有载对前级的有载Q值及回路阻抗有直接影响值及回路阻抗有直接影响，这也是峰值检波器的主要这也是峰值检波器的主要缺点。缺点。讨论：讨论：当当VD和和R确定后，确定后，即即为恒定值，与输

8、入信号大小无关，为恒定值，与输入信号大小无关，亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关。表明输入已调波的包络亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关。表明输入已调波的包络与输出信号之间为线性关系，故称为线性检波与输出信号之间为线性关系，故称为线性检波则输出信号为：则输出信号为：当当但但理想值理想值一般当一般当，一般计算方法为：一般计算方法为：当输入信号为：当输入信号为：检检波波器器的的输输入入电电阻阻Rid是是为为研研究究检检波波器器对对其其输输入入谐谐振振回回路路影影响响的的大大小小而而定定义义的的，因因而而，Rid是是对对载载波波频频率率信信号号呈呈现现的的参参量量。若设输入信号为等幅载波信号若设

9、输入信号为等幅载波信号+-uo中放末级中放末级RsVDRCsCLsisRid+-uidUimui(t)t 忽略二极管导通电阻忽略二极管导通电阻rd上的损耗功率，上的损耗功率，由能量守恒的原则，检波器输入端口的高由能量守恒的原则，检波器输入端口的高频功率频功率 全部转换为输出端负载电阻全部转换为输出端负载电阻R上消耗上消耗的功率的功率即有即有又因又因d=cos 1所以所以(1)惰性失真惰性失真会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真，这种失这种失真是由于电容放电惰性引起的，故称为惰性失真。真是由于电容放电惰性引起的，故称为惰性失真。在

10、二极管峰值型检波器中，存在着两种特有失真：在二极管峰值型检波器中，存在着两种特有失真：惰性失真惰性失真底部切割失真底部切割失真3.包络包络检波器的失真检波器的失真一般为了提高检波效率和滤波效果，（一般为了提高检波效率和滤波效果，（C越大，高频波纹越小），总越大，高频波纹越小），总希望选取较大的希望选取较大的R，C值，但值，但如果如果R，C 取值过大，使取值过大，使R，C的放电时间的放电时间常数常数所对应的放电速度小于输入信号所对应的放电速度小于输入信号(AM)包络下降速度时，包络下降速度时，(2)产产生生惰惰性性失失真真的的原原因因：R、C过大使二极管在截止期间C的放电速度太慢，以致跟不上调幅

11、波包络的下降速度。输输入入AM信号包络的变化率信号包络的变化率RC放电的速率放电的速率(3)避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件：在任何时刻，电容在任何时刻，电容C上电压的上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率应大于或等于包络信号的变化率，即变化率，即tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t)另外，另外，在二极管截止瞬间，电容两端所保持的电压近似等于输入信号在二极管截止瞬间，电容两端所保持的电压近似等于输入信号的峰值。的峰值。即即若设输入信号若设输入信号AM信号：信号：包络信号为：包络信号为：在在t1时刻包络时刻包络的的变化率变化率:那么电容那么电容C通过通过R放电的电压关系

12、为：放电的电压关系为：时刻不产生惰性失真的条件为：时刻不产生惰性失真的条件为：所以要求在所以要求在(4)分析：分析：则有：则有：实际上不同的实际上不同的，和和下降速度不同。下降速度不同。为为在任何时刻都避免产生惰性失真，在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证必须保证A值取最大时仍有值取最大时仍有故令故令:即：即：可解得：可解得：有有实实际际应应用用中中，由由于于调调制制信信号号总总占占有有一一定定的的频频带带(minmax)，并并且且各各频频率率分分量量所所对对应应的的调调制制系系数数ma也也不不相相同同，设设计计检检波波器器时时，应应该该用用最最大大调调制制度度mmax和和最最高高调调制制频

13、频率率max来来检检验验有有无无惰惰性性失失真真，其其检检验公式为验公式为可见，可见，ma，越大，信号包络变化越快，要求越大，信号包络变化越快，要求RC的值就应该越小。的值就应该越小。Uim(1-ma)(2)底部切割失真底部切割失真1)原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：Uim UR二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。当当

14、URUim(1-ma)UR或或 通常通常Cd取值较大取值较大(一般为一般为510F)，在，在Cd两端的直流电压两端的直流电压UDC，大小近似等于载，大小近似等于载波电压振幅波电压振幅UDC=KdUimUDC经经R和和RL分分压压后后在在R上上产产生生的直流电压为：的直流电压为：由于由于UR对对检波检波二极管二极管VD来说来说相当于一个反向偏置电压，会影相当于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。响二极管的工作状态。在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于UR,显然，显然，RL越小，越小，UR分压值越大，底部切分压值越大，底部切割割失真越容易产生；另外

15、，失真越容易产生；另外，ma值越大，调幅波包络的振幅值越大，调幅波包络的振幅maUim越大，调幅波包络的负峰值越大，调幅波包络的负峰值Uim(1-ma)越小，底部切越小，底部切割割失真也越易产生。失真也越易产生。后级放大器后级放大器ui+-CRLRVDCd+UDC -+-UR+u(t)-要要防防止止这这种种失失真真，必必须须要要求求调调幅幅波波包包络络的的负负峰峰值值Uim(1-ma)大大于于直直流流电电压压UR。即即避免底部切割失真的条件为：避免底部切割失真的条件为：式中，式中，R=RL/R为检波器输出为检波器输出端的交流负载电阻，而端的交流负载电阻，而R为直为直流负载电阻。流负载电阻。由此

16、式可以看出,交流负载R与直流负载R越接近,可允许的调幅指数越大。在实际电路中,有两种措施可减小交直流负载之间的差别。一是在检波器与下一级电路之间插入一级射随器,即增大RL的值。二是采用图4.5所示的改进电路,将检波器直流负载R分成R1和R2两部分。显然,在直流负载不变的情况下,改进电路的交流负载 比原电路增大。通常以免分压过大使输出到后级的信号减小过多。图 4.5 改进后的二极管峰值包络检波器 一般：一般：(1)回路有载回路有载 要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。为高频载波周期为高频载波周期(2)为发保证输出的高频纹波小为发保证输出的高频纹波小

17、要求：要求：即即4.检波器设计及元件参数的选择检波器设计及元件参数的选择(3)为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）要求：要求：minmax(4)为了避免惰性失真：要求：为了避免惰性失真：要求：(5)为了避免底部切割失真：为了避免底部切割失真：或或+-u中放末级中放末级RidRLCVDRCsLsRsisCd 为了使二极管峰值包络检波器能正常工作,避免失真,必须根据输入调幅信号的工作频率与调幅指数以及实际负载RL,正确选择二极管和R、C、Cc的值。例3给出了一个设计范例。例例3已知普通调幅信号载频fc=465kHz,调制信

18、号频率范围为300 Hz3400 Hz,Ma=0.3,RL=10 k,如何确定图4.5所示二极管峰值包络检波器有关元器件参数?解解：一般可按以下步骤进行:1)检波二极管通常选正向电阻小(500 以下)、反向电阻大(500k以上)、结电容小的点接触型锗二极管,注意最高工作频率应满足要求。2)RC时间常数应同时满足以下两个条件:电容C对载频信号应近似短路,故应有 通常取 ;为避免惰性失真,应有 。代入已知条件,可得(1.73.4)10-6RC0.1510-3 3)设 ,则R1=。为避免底部切割失真,应有Ma R/R ,其中R=R1+R2RL/(R2+RL)。代入已知条件,可得R63 k。因为检波器

19、的输入电阻Ri不应太小,而Ri=R/2,所以R不能太小。取R=6k,另取C=0.01F,这样,RC=0.0610-3,满足上一步对时间常数的要求。因此,R1=1k,R2=5k。4)Cc的取值应使低频调制信号能有效地耦合到RL上,即满足:或 在集成电路里常采用由三极管包络检波器组成的差分电路,如图4.6所示。其工作原理与二极管峰值包络检波器相似,读者可自行分析,注意它的输入电阻很大。取Cc=47F4.2同步检波电路同步检波电路 图4.7是用MC1596组成的同步检波电路。普通调幅信号或双边带调幅信号经耦合电容后从Y通道、脚输入,同步信号ur从X通道、10脚输入。12脚单端输出后经RC的型低通滤波

20、器取出调制信号uo。此电路的输入同步信号可以是小信号,也可以是很大信号,分析方法与用作调幅电路时一样。同步检波电路比包络检波电路复杂,而且需要一个同步信号,但检波线性性好,不存在惰性失真和底部切割失真问题。图 4.7 MC1496组成的同步检波电路 在通信接收机中,混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频(一般称为中频)的高频已调波信号,而保持其调制规律不变。例如,在超外差式广播接收机中,把载频位于535 kHz1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号,把载频位于88 MHz10.8MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的

21、调频信号,把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。由于设计和制作增益高,选择性好,工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易,所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。2混混频频2.1混频器原理及特点混频器原理及特点1.混频器的变频作用混频器的变频作用混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络本地振荡信号本地振荡信号 一个中频输出信号：一个中频输出信号：两个输入信号与输出信号之间的关系：两个输入信号与输出信号之间的关系：的的包包络络形形状状相相同同，频频谱谱结结构构相相同同，只只是是填填充充

22、频频谱谱不不同同，即即，其其中中心心频率：频率：其中其中2混频混频uc(fc)uL(fL)uI(fI)混频器混频器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有两个输入信号：有两个输入信号：高频调制波高频调制波 fcfc+Ffc+Ffuc的频谱的频谱fcfLfuL的频谱的频谱fIfI+FfI+FfuI的频谱的频谱tuc(t)tuc(t)tuL(t)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混混频频器器是是频频谱谱的的线线性性搬搬移移电电路路，完完成成频频谱谱线线性性搬搬移移功功能能的的关关键键是是获获得得两两个个输输入入信信号号的的乘乘积积项项，具具有有这这个个乘乘积积项项，就就可可以以实实现现所所需需的的

23、频谱线性搬移功能。频谱线性搬移功能。2max I I=L L-c c乘法器乘法器带通滤带通滤波器波器混频器的一般结构框图混频器的一般结构框图设输入已调波信号：设输入已调波信号：那么两信号的乘积项为：那么两信号的乘积项为：2.混频器的基本工作原理：混频器的基本工作原理：LuLL-cL+cuI本振信号本振信号:ucc如果带通滤波器的中心频率为如果带通滤波器的中心频率为,带宽带宽 则经带通滤波器的输出为：则经带通滤波器的输出为：uIucuL可见输出中频信号可见输出中频信号的的包络形状没有变化，只是填充频率包络形状没有变化，只是填充频率由由 变化成变化成 uLuc非线形非线形元件元件带通滤带通滤波器波

24、器 虽然混频电路与调幅电路、检波电路同属于线性频率变换电路,但它却有两个明显不同的特点:混频电路的输入输出均为高频已调波信号。由前几节的讨论可知,调幅电路是将低频调制信号搬移到高频段,检波电路是将高频已调波信号搬移到低频段,而混频电路则是将已调波信号从一个高频段搬移到另一个高频段。混频电路通常位于接收机前端,不但输入已调波信号很小,而且若外来高频干扰信号能够通过混频电路之前的选频网络,则也可能进入混频电路。选频网络的中心频率通常是输入已调波信号的载频。混频电路中的非线性器件对于实现频谱搬移这一功能是必不可少的。但是另一方面,其非线性特性不但会产生许多无用的组合频率分量,给接收机带来干扰,而且会

25、使中频分量的振幅受到干扰,这两类干扰统称为混混频频干干扰扰。它们都会使有用信号产生失真。由于以上两个特点,混频电路的干扰来源比其它非线性电路要多一些。分析这些干扰产生的具体原因,提出减小或避免干扰的措施,是混频电路讨论中的一个关键问题。混频的概念混频的概念将频率为将频率为fc的高频已调载波信号不失真地变换的高频已调载波信号不失真地变换成频率为成频率为fI的中频已调信号的中频已调信号。（。（调制规律不变调制规律不变）。fI、fc之间的关系为之间的关系为fIfc+fLfcfLfcfLfIfLfcfLfcfIfC的混频称为上混频，的混频称为上混频，fIfC的混频称为下混的混频称为下混频。频。调幅广播

26、收音机一般采用下混频调幅广播收音机一般采用下混频，它的中频它的中频规定为规定为465kHz。由于混频器是依靠非线性元件来实现变频，而通过非线性元件由于混频器是依靠非线性元件来实现变频，而通过非线性元件的信号将含有许多频率成份的信号将含有许多频率成份 ,(p,q=0,1,2,3,.)uc(f c)uL(f L)uI(f I)un(f n)非线形元件非线形元件中频滤波器中频滤波器uo()如果设输入信号为如果设输入信号为,本振频率信号为本振频率信号为则通过则通过 非线性元件的信号非线性元件的信号，其中，其中 而而这这些组合频率的信号中只要和中频频率些组合频率的信号中只要和中频频率 相同或接近，相同或

27、接近，都会和有用信号一起被选出，并送到后级中放，经放大后解调输出而引都会和有用信号一起被选出，并送到后级中放，经放大后解调输出而引起串音，啸叫和各种干扰，从而影响有用信号的正常工作。起串音，啸叫和各种干扰，从而影响有用信号的正常工作。2.2混频干扰的产生和解决方法混频干扰的产生和解决方法一般混频器存在下列干扰：一般混频器存在下列干扰：(1)干扰哨声：接收的射频信号干扰哨声：接收的射频信号 与本振信号与本振信号 的自身组合干扰，即的自身组合干扰，即 B(2)寄生通道干扰：外来干扰信号寄生通道干扰：外来干扰信号 与本振信号与本振信号 的组合频率产生的干扰的组合频率产生的干扰(3)交叉调制干扰：有用

28、信号交叉调制干扰：有用信号 与干扰信号与干扰信号混频产生的干扰。混频产生的干扰。(4)互调干扰：指两个或多个信号同时作用在混频器互调干扰：指两个或多个信号同时作用在混频器输入端，经混频产生的组合分量而形成的干扰。输入端，经混频产生的组合分量而形成的干扰。fI1.信号与本振信号的自身组合干扰（干扰哨声）信号与本振信号的自身组合干扰（干扰哨声）如果中频如果中频，则除，则除的中频被选出外，还的中频被选出外，还有可能选出其它的组合频率：即有可能选出其它的组合频率：即 所以有所以有 其中其中称为称为变频比变频比。显然显然当变频比一定时，并能找到对应的整数当变频比一定时，并能找到对应的整数p,q时，就会形

29、成自身组时，就会形成自身组合干扰。合干扰。例：调幅广播接收机的中频例：调幅广播接收机的中频，某电台发射频率，某电台发射频率当接收该电台广播时，接收机的本振频率当接收该电台广播时，接收机的本振频率 由于变频比由于变频比 可推算出：可推算出：当当，可得，可得设输入高频信号的载频为设输入高频信号的载频为，本振信号，本振信号，则，则 经过混频器后产生的频率为经过混频器后产生的频率为，其中，其中p,q=0,1,2,由于组合频率与中频差由于组合频率与中频差 1KHz，经检波后可产生，经检波后可产生1KHz的哨声的哨声.（三阶干扰）（三阶干扰）.另外，当另外，当p=3,q=5时，可得：时，可得：,也可以通过

30、中频也可以通过中频通道而形成干扰。（通道而形成干扰。（8阶干扰）阶干扰）。注意点注意点:(1)自身组合干扰与外来干扰无关，不能靠提高前级电路的选择性来抑制。自身组合干扰与外来干扰无关，不能靠提高前级电路的选择性来抑制。(2)减少这种干扰的方法：减少这种干扰的方法：正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰正确选择中频，尽量减少阶数较低的干扰 正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量正确选择混频器的工作点，减少组合频率分量采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率，采用合理的电路形式，从电路上抵消一些组合频率，如平衡电路，环形电路，乘法器。如平衡电路，环形电路，乘法器。设串台干扰信号为设串台干扰信号

31、为，它与本振信号的组合频率为：，它与本振信号的组合频率为：其中其中 p,q=0,1,2,3.。如果选频器所选择的正常中频信号为。如果选频器所选择的正常中频信号为:2.外干扰信号与本振的组合频率干扰（外干扰信号与本振的组合频率干扰（寄生通道干扰寄生通道干扰）则可能形成的副波道干扰为：则可能形成的副波道干扰为：可见，可见，凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰，在这类干扰中主要有：凡是能满足上式的串台信号都可能形成干扰，在这类干扰中主要有：中频干扰，镜频干扰，及其它副波道干扰中频干扰，镜频干扰，及其它副波道干扰。(1)中频干扰中频干扰当当p=0,q=1时，时，即即表明当一种接近中频的干扰信号一旦进

32、入混频器，可以直接通过混表明当一种接近中频的干扰信号一旦进入混频器，可以直接通过混频器进入中放电路，并被放大、解调后在输出端形成干扰频器进入中放电路，并被放大、解调后在输出端形成干扰抑制中频干扰的方法：抑制中频干扰的方法：提高混频器前级的选择性提高混频器前级的选择性在混频器前级增加中频吸收电路在混频器前级增加中频吸收电路 合理选择中频数值，合理选择中频数值，中频选在工作波段之外中频选在工作波段之外当当p=1,q=1时，则有：时，则有：fcfLfnf I这种干这种干扰信号频率扰信号频率 与输入信号频率与输入信号频率 以本振频率以本振频率为对称轴形成镜像对称的关系。为对称轴形成镜像对称的关系。(2

33、)镜像频率干扰镜像频率干扰f I抑制镜像干扰的方法：抑制镜像干扰的方法：提高混频前级的选择性提高混频前级的选择性提高中频频率，使镜像干扰频率提高中频频率，使镜像干扰频率远离远离例：中央台第一套节目的载波为例：中央台第一套节目的载波为,那么收音机在接收此那么收音机在接收此节目时的本振频率节目时的本振频率,如果有一外来如果有一外来 电台的频率电台的频率,在混频级之前没有被在混频级之前没有被抑制，则这个电台进入混频器后，混频可得抑制，则这个电台进入混频器后，混频可得 的中频将被选出进入后级输出而形成镜像干扰，产生串台及啸叫。的中频将被选出进入后级输出而形成镜像干扰，产生串台及啸叫。当当,时时,形成组

34、合频率干扰，其中最主要的一类干扰为：形成组合频率干扰，其中最主要的一类干扰为：fcf n1fLf n2可可见见与与对称分布在本振频率对称分布在本振频率的两边，其中的两边，其中离离最近最近,经混频器前的滤波后进入混频器的可能性最大。经混频器前的滤波后进入混频器的可能性最大。(3)组合频率干扰组合频率干扰的情况，则有：的情况，则有：抑制这类干扰的方法：抑制这类干扰的方法：提高混频器前级的选择性提高混频器前级的选择性提高中频提高中频选择合适的混频电路，合理选择混频器的工作点选择合适的混频电路，合理选择混频器的工作点fI继续交叉调制干扰的形成与本振无关交叉调制干扰的形成与本振无关。它是有用信号与干扰信

35、号一。它是有用信号与干扰信号一起作用于混频器时，由混频器的非线性作用，将起作用于混频器时，由混频器的非线性作用，将干扰的调制信号调干扰的调制信号调制到了中频载波上，制到了中频载波上，即将干扰的调制信号转移到有用信号的载波上即将干扰的调制信号转移到有用信号的载波上而形成的一种干扰。而形成的一种干扰。例：由非线性元件：例：由非线性元件：其中四阶项为其中四阶项为，若设，若设而而 则则展开后其中可分解出展开后其中可分解出项项 3.交叉调制干扰（交调干扰）交叉调制干扰（交调干扰）将信号代入此项，并经中频滤波后可得：将信号代入此项，并经中频滤波后可得：其中其中，可以看出，可以看出干扰信号中的调制信号转移到

36、中频干扰信号中的调制信号转移到中频载波上，与有用信号一同输出而形成干扰。载波上，与有用信号一同输出而形成干扰。uc(f c)uL(f L)uI(f I)un(f n)非线形元件非线形元件中频滤波器中频滤波器uo()交调干扰的特点：交调干扰的特点：(2)与干扰的载频无关，任何频率的强干扰都可能形成交调干扰，与干扰的载频无关，任何频率的强干扰都可能形成交调干扰，所以交调干扰是危害较大的一种干扰。所以交调干扰是危害较大的一种干扰。只有当只有当 与与 相差很大，受前级电路的抑制很彻底时相差很大，受前级电路的抑制很彻底时,形成的干扰较小。形成的干扰较小。(1)交调干扰与有用信号并荐交调干扰与有用信号并荐

37、，通过有用信号而作用，一旦有用，通过有用信号而作用，一旦有用信号信号，交调干扰也消失。，交调干扰也消失。(3)混频器中，除了非线性特性的混频器中，除了非线性特性的4次方项以外，次方项以外，更更高的偶次方高的偶次方项也可以产生交调干扰，但一般由于幅值较小，可以不考虑。项也可以产生交调干扰，但一般由于幅值较小，可以不考虑。抑制交调干扰的措施：抑制交调干扰的措施：提高前级电路的选择性提高前级电路的选择性选择合适的器件，合适的工作点，使不需要的非线性项选择合适的器件，合适的工作点，使不需要的非线性项（4次方项）尽可能小，以减少组合分量。次方项）尽可能小，以减少组合分量。非线形非线形元件元件中频滤中频滤

38、波器波器un1（fn1）uL（fo）iouI（fI）un2（fn2）互调干扰是指两个或多个干扰信号同时作用于混频器的输入端，由互调干扰是指两个或多个干扰信号同时作用于混频器的输入端，由混频器的非线性作用，混频器的非线性作用，两个干扰信号之间产生混频两个干扰信号之间产生混频，当混频后，产生的，当混频后，产生的信号接近于有用信号的频率信号接近于有用信号的频率时，将与有用信号一起进入后级电路输时，将与有用信号一起进入后级电路输出而产生干扰。出而产生干扰。4.互调干扰互调干扰互调干扰的特点：设混频器输入的两个干扰为：互调干扰的特点：设混频器输入的两个干扰为：而本振信号而本振信号 则三个信号同时作用于非

39、线元件上，则混频输出的电流为则三个信号同时作用于非线元件上，则混频输出的电流为:由由4次方项次方项中展开可得中展开可得项，项，即：即：其中有：其中有：其组合频率为：其组合频率为：如果当如果当 形成互调干扰形成互调干扰.（注意：（注意：）讨论：讨论：(1)当当时，时，或或 必有一个远离必有一个远离 容易被滤除，可能产生的干扰不严重。容易被滤除，可能产生的干扰不严重。(2)当当 时，时，或或均可能离均可能离 较近较近,滤除比较困难，可能会产生比较严重的干扰。即由于滤除比较困难，可能会产生比较严重的干扰。即由于可可见见，两两个个干干扰扰频频率率都都小小于于（或或大大于于）工工作作信信号号频频率率，且

40、且三三者者等等距距时时，就可形成互调干扰。就可形成互调干扰。n2n1S（3）互调干扰的大小主要决定于：）互调干扰的大小主要决定于：减少互调干扰的方法减少互调干扰的方法：提高前级电路的选择性提高前级电路的选择性 选择合适的电路和工作状态选择合适的电路和工作状态 5.包络失真和强信号阻塞干扰包络失真和强信号阻塞干扰 在式(5.1)中,若设u=us+uL,则在输出电流表达式中,电压偶次方项均会产生中频分量。其中二次方项产生的振幅为a2UsUL,四次方项产生的振幅为 可见,实际中频分量振幅并非与信号振幅Us成正比。Us越大,失真越严重。因为Us就是已调波的包络,所以称此为包络失真。若Us太大,包络失真

41、太严重,使晶体管进入饱和区或截止区,则无法将调制信号解调出来,通常称这种现象为强信号阻塞干扰。6减小或避免混频干扰的措施减小或避免混频干扰的措施 从以上分析可知,产生混频干扰的根本原因是器件的非线性特性。混频干扰又可分成两类,一类是由于非线性特性产生了众多无用组合频率分量而引起的,另一类是由于非线性特性产生了一些受外来干扰控制或与调制信号不成线性关系的有用频率分量而引起的。针对混频干扰产生的具体原因,可以采取以下三个方面的措施来减小或避免。(1)选择合适的中频。如果将中频选在接收信号频段之外,可以避免中频干扰和最强的干扰哨声。比如对于535kHz1605kHz的中波波段,中频选为465kHz,

42、则产生中频干扰的465 kHz外来干扰无法通过混频电路之前的选频网络。另外,从式(5.2)可看出,来源于p=0,q=1分量最强的干扰哨声要求fc与fI的差值在音频范围内,这个条件在整个中波波段都不会满足。尤其是采用高中频(中频高于接收信号频段),还可以避免镜频干扰和其它一些寄生通道干扰。图5.4 二次混频接收机组成方框图 (2)提高混频电路之前选频网络的选择性,减少进入混频电路的外来干扰,这样可减小交调干扰和互调干扰。对于镜频可采用陷波电路将它滤掉。(3)采用具有平方律特性的场效应管、模拟乘法器或利用平衡抵消原理组成的平衡混频电路或环形混频电路,可以大大减少无用组合频率分量的数目,尤其是靠近有用频谱的无用组合频率分量,从而降低了各种组合频率干扰产生的可能性。