§7-4 混频与倍频

1. §7-4 混频与倍频 • 学习要点： • 了解常用混频电路 • 了解混频干扰与失真

2. 混频与倍频 7-4-1 概述 7-4-2 混频器 7-4-3 混频器主要技术指标 7-4-4 混频干扰与失真 退出

3. ——根据信号处理的要求将已调波的载频降低或升高,但调制规——根据信号处理的要求将已调波的载频降低或升高,但调制规 律不变。 7-3-1 概述 ——之所以要变频，主要是根据接收设计的需要 1．如早期接收机采用“直放式接收机”，它的框图如下所示。 缺点：对天线接收的高频调幅波直接进行放大。高放属“小信号 谐振放大器”。 （1）高增益宽频带是不易做到的（因高频分布参数的影响）。 （2）谐振放大器的谐振曲线是选频曲线，对不同频率信号的放 大量不同，使收音机接收到的声音忽大忽小，很不稳定。

4. 2．目前接收机广泛采用“超外差技术” ——即设计一个本振信号fL，让fL总比外来的高频载波fC高出 一个固定的频率（称中频fI）。并保持中频信号是固定的 （fI=fL-fC）。超外差接收机框图 优点：将天线高频信号降低为中频信号（fI：不随接收信号而变 化，是固定的如：调幅—465kHz； 调频—10.7MHz； 电视图像—38MHz；电视伴音—31.5MHz。 使接收电路中高频放大器变成为中频放大器，放大器的 性能大大地提高。

5. 3．混频器 ——完成由高频变成中频的电路（常与本振器合二为一，称 “变频器”） 混频器组成框图： uc——高频信号；uL——本振信号； 非线性器件——混频器，由二极管或三极管构成； 选频电路——频率变换后选出中频信号uI。

6. 7-4-2 混频器 分类——1）根据所用元件分：二极管混频器；三极管混频器； 场效应管混频器等； 2）电路结构及工作特点分：单管混频器；平衡混频 器；环形混频器等。 • 二极管混频器 特点——优点：结构简单、噪声低、组合频率分量少等。用 于高质量的微波通信、雷达、测量等设备中 缺点：变频增益小于1。 二极管混频电路如图：

7. uC——调幅波信号（载频fC） uL——等幅本振信号（频率fL）， 且 fL>fc。

8. 二极管平衡混频器 二极管环行混频器 改进型——单二极管混频器的混频干扰较大。 1）平衡混频器（两只二极管）：可抑制组合频率干扰 2）环行混频器（四只二极管）：进一步抵消输出电流 中的组合频率分量。 如图所示，VD1、VD2组成一个平衡混频器，VD3、VD4组成另一个平衡混频器。

9. 2. 三极管混频器 优点——具有较高的增益，广泛用于中短波超外差接收机及 测量仪器中。 分类——根据高频信号和本振信号的输入方式不同，分四种基 本电路形式如下：

10. 图中：ug——输入高频调幅波； uL——本振信号（为高频等幅振荡）； LC并联谐振回路——集电极负载（调谐于中频fI），其 作用是选出有用的中频信号 fI＝fL－fC，滤除其它频率分量。 3. 实用变频电路 （1）收音机混频与本振电路 V1等元件（上部）——构成混频器 V2等元件（下部）——构成本振

11. 收音机中三极管混频器

12. 电视机中的混频电路 （2）电视机中混频电路

13. 7-4-3 混频器主要技术指标 ——混频器不同于电压放大器，其主要目的是较好地完成混频功能，评价指标也不同 1. 混频电压增益 ——输出中频信号振幅UIm与输入高频信号振幅Ucm之比 2.选择性——混频器对干扰信号的抑制能力。一般对混频器的选 择性要求比较高。 3.失真与干扰 混频失真——如果混频器输出中频调幅信号包络与输入高频调幅 信号包络不同，则表示信号产生了失真。 干扰信号——在混频过程中，由于非线性器件的特性还会产生一 些除有用信号以外的干扰信号。

14. 4.噪声系数——由于混频器处于接收机的前端，混频自身内部产生4.噪声系数——由于混频器处于接收机的前端，混频自身内部产生 的噪声对无线电整机噪声系数影响较大，尤其是直 接混频式即无高放超外差接收机更是如此。希望混 频管的噪声系数愈小愈好。 7-4-4 混频干扰与失真 1. 组合频率干扰 分类——1）干扰哨声；2）寄生通道干扰 (1)干扰哨声：由于非线性作用，在混频器输出端除有用中频信 号外，还存在许多谐波及组合频率分量。经放大后再输入检 波电路。由于检波器的非线性作用，接近fI的组合频率分量 将与中频信号进行差拍检波而产生音频信号，最终在扬声器 中以“哨 叫声”的形式出现,称为干扰哨声。

15. (2)寄生通道干扰：也称“副波通道干扰”。由于接收机输入端(2)寄生通道干扰：也称“副波通道干扰”。由于接收机输入端 选择性不够理想，有部分干扰信号进入混频器，它是外来 的干扰信号fn和本振信号fL作用产生的中频信号。若干扰信 号与本振信号作用产生频率等于中频fI，那么，中频放大器 对它是无法滤除的，直至检波输出在扬声器中发出干扰声 音。这类干扰，通常称之为寄生通道干扰。寄生通道干扰 中主要的是镜像干扰和中频干扰两种。 2. 非线性失真 ——非线性失真，如包络失真、强信号阻塞、交叉调制失真、 互调失真及倒易混频等。 3. 减小干扰及失真的措施 ——可采用两方面的措施来减小干扰和非线性失真

16. (1)减小输入混频器的信号振幅： 提高接收机天线回路及高频放大器的滤波性能，并且适当降低电压增益。例如在调试调幅收音机时往往要降低收音机混频级的电压增益，以保证较好的混频效果。对某些主要的干扰，可用专门滤波电路如下图所示的电视接收机高频头高通滤波器，其截止频率42.5MHZ。因电视V波段最低频率为48.5MHZ，高通对电视信号传输无影响；但中频为38MHZ，使高通有效地抑制来自天线的中频干扰。

17. (2)合理选择与调整混频三极管的静态工作点 　 对于混频器来讲，合理地选择静态工作点是十分重要的。 根据二、三极管的转移特性曲线可知，将集电极电流选在 较低值时，这可使混频管主要工作于特性曲线的二次方区 域，以减小非线性高次方项干扰。一般IC=0.5～1mA，可 以减少哨声干扰及非线性失真。如在调试收音机时，若发 现干扰哨声，去调整混频器的集电极直流电流是有效的， 但这种措施对于削弱中频干扰及镜像干扰是无效的。 (3)采用平衡混频器和模拟乘法器混频器电路　 平衡混频器和模拟乘法器混频器电路的抗干扰能力较强， 可有效地抑制各种干扰。另外，在混频器输出端与中放输 入端之间，有时还可采用专门的吸收回路，来抑制中频及 镜像干扰信号。

18. 课后小结——见黑板 复习与提问：1.检波原理 2.常用检波电路有哪些? 思考题： 1.为什么在接收信号时要对接收信号进行变频（或混频）？ 2.什么叫超外差？画出超外差式接收机的组成框图。 3.混频器与变频器有何不同？ 4.二极管混频器与三极管混频器比较各自有何特点? 5.为什么说收音机混频级的静态工作点对收音机的收听效果有影响？ 作业题： P185 7-11 、12、13 预习：调频电路