高频课设混频器Word格式文档下载.docx

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张沛泓

成绩：

电子与信息工程学院

信息与通信工程系

摘要

混频器是经典的频谱搬移电路，在通信工程和无线电技术中应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。

在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。

特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM广播接收机将已调幅信号535KHZ~1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48.5M~870M的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。

移动通信中一次中频和二次中频等。

在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。

用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路，又如电视差转机收发频道的转换，卫星通讯中上行、下行频率的变换等，都必须采用混频器。

由此可见，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。

本文通过MC1496构成的混频器来对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号。

关键词：

MC496相乘器，选频电路，混频器，仿真

目录

摘要2

1混频器简介及原理1

2模拟乘法器电路4

3电路性能指标的测试6

4结束语8

参考文献8

1混频器简介及原理

混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。

直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。

采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。

因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。

采用超外差接收后，调整方便，放大量﹑选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。

混频器在一些发射设备中也是必不可少的。

在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。

此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、频谱分析仪等）的重要组成部分。

混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。

具体原理框图如图1所示。

振荡器输出一频率为

=10MHz、幅值0.2V＜

＜1V的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；

高频信号源输出一正弦波信号，

=10MHz、幅值

=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。

选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz的正弦波信号。

图1混频器原理框图

对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。

混频电路的基本组成模型及主要技术特点：

混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。

混频电路的组成模型及频谱分析：

图2

图2是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。

分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器（也称选频网络）。

当为接收机混频电路时，其中Us（t）是已调高频信号。

Ul（t）是等幅的余弦型信号，而输出则是Ui（t）为中频信号。

混频电路的基本原理：

图3

图3中，Us（t）为输入信号，Uc（t）为本振信号。

Ui（t）输出信号。

分析：

当

时，

则有

=

（1-1）

其中：

对式（1-1）进行三角函数的变换,则有

（1-2）

由式（1-2）可推出，Up（t）含有两个频率分量和为（ψc+ψS），差为（ψC-ψS）。

若选频网络是理想上边带滤波器则输出为：

（1-3）

若选频网络是理想下边带滤波器则输出：

（1-4）

工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc>

>

ψS．往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，

为接收机的中频信号。

衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。

规定混频跨导的计算公式：

混频跨导g：

输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。

该电路由LC正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。

LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波与高频信号源所产生的8MHz正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号。

2模拟乘法器电路

用模拟乘法器实现混频，就是在

端和

端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图6所示：

图3混频原理框图

若

（2-1）

则

（2-2）

经带通滤波器后，取差频得：

（2-2）

其中，

为所需要的中频频率。

由MC1496模拟乘法器构成的混频器电路如图4所示。

LC正弦波振荡器输出的10.245MHz正弦波由10端（X输入端）注入，高频信号源输出的10.7MHz正弦波由一端（Y输入端）输入，混频后的中频电压由6端经

形带通滤波器输出，其中C1﹑L2﹑C5﹑C6构成一选频滤波回路，调节可变电阻Rp能使1﹑4脚直流电位差为零，可以减小输出信号的波形失真，使电路平衡。

在2﹑3脚之间加接电阻，可扩展输入信号

的线性范围。

图4MC1496构成的混频器

图5MC496原理图

3电路性能指标的测试

根据设计方案，应用计算机Multisim软件进行了模拟仿真。

用示波器观察本振信号，波形如图5所示。

图6本振信号波形

用示波器观察调幅波（本机振荡）信号，波形如图6所示。

图7调幅波信号波形图

用示波器观察下变频信号输出波形如图11所示。

图8下变频信号输出波形

结论:

由示波器可观察到相应的波形，仿真值基本满足要求，说明电路各部分均正常工作。

但仿真结果同理论值仍存在一定的误差，需要进一步改善电路的性能，使电路更加精确和抗干扰能力更强。

4结束语

此次课程设计的题目是混频器的设计，主要应用了通信电子线路中三方面内容：

电容三点式振荡电路、模拟乘法器和选频放大电路。

通过查找资料，结合书本中所学的知识，完成了课程设计的内容。

把书中所学的理论知识和具体的实践相结合，有利于我们对课本中所学知识的理解，并加强了我们的动手能力。

在这次的课程设计过程中，我使我发现了很多自身存在的问题，也学习了很多相关知识。

课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力！

通过本次课程设计使我对通信电子线路又有了进一步的了解，增加了对所学知识的应用。

本次课程设计教会我查阅书籍的重要性，通过翻阅书籍我找到了与我课设题目有关的内容，顺利进行了课程设计，我希望通过更多这样有价值的课设来充实自己。

参考文献

[1]张义芳，冯建华编.高频电子线路[M].哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2012年10月