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晶体三极管混频器 121180166 赵琛

实验二 晶体三极管混频电路

121180166 zc

一. 实验目的

1.理解变频电路的相关理论。

2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。 3.测量三极管混频电路的变频增益。

4.了解晶体管的静态工作点，本振信号幅度对混频器性能指标的影响。 二. 实验使用仪器

1．三极管混频电路实验板 2．200MH泰克双踪示波器 3 .FLUKE万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 6 . 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1. LC振荡电路的基本原理

在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号。例如：在超外差中波接收机中，将天线接收到的高频信号(载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号) 通过变频，变换成455KHz的中频信号；在调频广播接收机中, 把载频位于88 MHz～108MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号。完成这种频率变换的电路称变频器，采用变频器后，接收机的性能将得到提高。

图 2-1混频器的电路模型

混频器的电路模型如图 2-1所示。混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效

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应管和乘法器。

其中二极管混频器又可以分为二极管平衡混频器和二极管环形混频器等，目前二极管混频器的集成电路已经在市面上广泛使用。二极管混频电路的主要特点是：1.混频电路本身没有增益。2.混频后出现的非线性分量较少。3.混频电路的输入信号线性范围较大。

三极管混频电路和场效应管混频电路相比：1.具有较大的电压增益。 2.电路噪声和非线性分量较多. 3. 场效应管混频电路的工作频率更高。

模拟乘法器可以实现两个输入信号的相乘，模拟乘法器后面加上带通滤波器对输出的差频信号进行滤波就可以形成混频电路。

本振信号是一个等幅的高频振荡信号UL ，与输入信号US经混频器后产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用晶体三极管作混频电路实验。

混频器主要技术指标有： 1. 混频增益KPc

Kpc?PiPs 混频增益KPc是指混频器输出的中频信号功率Pi与输入信号功率Ps之比。

2.混频器的1dB压缩点

混频器的1dB压缩点定义：当混频器的输入信号功率逐渐增加，混频器的功率增益会下降，当混频器的功率增益下降1dB时对应的输入信号功率，称为混频器的1dB压缩点。

功率增益(dB)1dB1dB压缩点 图 2-2混

频器功率增益的1dB压缩点示意图

输入信号功率(dBm)3.噪声系数NF

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混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关重要的。 4.混频失真与干扰

混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外，由于器件的非线性还存在着组合频率干扰。这些组合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响混频器的正常工作。因此，如何减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。 5.频率选择性

所谓频率选择性是指混频器选取出有用的中频信号而滤除其他干扰信号的能力。频率选择性越好输出信号的频谱纯度越高。选择性主要取决于混频器输出端的中频带通滤波器的性能。

6.混频器的工作电平

混频器的输入信号功率过大或者过低，都会导致混频器的工作性能下降。若混频器的输入信号功率过小，混频器的输入端信噪比过低，会导致混频器的输出差频信号淹没在电路本底噪声中；若混频器的输入信号功率过大，会导致混频器的功率增益大大下降，同时混频器本身会产生大量非线性失真。因此为保证混频器的性能最佳，混频器的输入信号功率有一定的范围。

2. 实验电路和原理

晶体三极管混频电路实验 电路如图2-3所示。 本振电压UL频率为(10.7MHz)从晶体管的发射极输入，信号电压Us(频率为10.245MHz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三极管的集电极输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频Fi=FL-Fs=10.7MHZz-10.245MHz=455KHz。

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