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1、 通信通信电电子子线线路路课课程程设计说设计说明明书书三极管混频器系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 讲师 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子 0802 完成时间： 2010 年 12 月 17 日 1摘 要混频器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-一 1605KHZ 要变成为 465KHZ 中频信号，电视接收机将已调 485M 一
2、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。人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从
3、最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中， 实现信号频谱的搬移。混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把次中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。因此，做有关混频电路的课
4、题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了 LC 谐振回路以及 RC 二阶有源滤波器，以实现对干扰信号的有效抑制。关键词：关键词： 混频器；超外差接收机；有源滤波器2ABSTRACTThe mixer in communication engineering and radio technology, are widely used in the modulation system, the input of baseband signal are through frequency conversion beco
5、me already tuning frequency signal. In the process, receiving demodulation already tuning frequency signal also should pass frequency conversion, become the corresponding mid-frequency signal. Especially in specialized superheterodyne receivers of type, mixers are more widely application, such as kf
6、i-am radio receiver will be already amplitude modulated signal 535KHZ - a 1605KHZ to become 465KHZ mid-frequency signal, for television receiver will have a 870M 4.85 M tone of image signal to become 38MHZ of intermediate frequency image signal.people are always looking for fast way to communicate o
7、ver distance, to transfer or to exchange information. Modern long distance communication technology was invented in mid of 18th century thanks to the invention of radio technology. Since then, this technology was well developed and many new methods came out. From Morse code to satellite, modern comm
8、unication is playing more and more important role. As a key part of radio technology mixing, e.g. transistor mixer, diode mixer and FET mixer, etc. are broadly used in different system，to shift frequency.The figure hereafter illustrated the basic components of a communication system. There are kinds
9、 of communication technology; they are not going to be introduced here one by one. However most of the transmitters and receivers are made by RF system. The topic of this document is to design and simulate a key unit circuit of wireless communication system - mixer.Mixing technology is very useful;
10、normally they are applied by the front end of receiver. They are used by superheterodyne receiver, frequency synthesizer, microwave repeater and instruments. Therefore, this kind of design practice can greatly help to understand RF knowledge well.Furthermore, as auxiliary circuit, LC network and RC
11、active filter are applied to this design, to effectively eliminate interference.3KEYWORDSKEYWORDSmixers；specialized superheterodyne receivers；sctive filter目目录录摘要 1第一章 系统分析 41.1 设计课题任务 .41.2 课题基本原理.41.3 混频电路的分类 .51.4 混频电路的实际应用 .6第二章 软件介绍 .72.1 工具的选择Multisim 10 简介72.2 Multisim 10 的特点.7第三章 设计课题的仿真分析晶体管
12、混频器虚拟实现 .83.1 设计课题的参数选择 .83.2 晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 103.3 设计课题的仿真调试 20第四章 结论 23致谢 .24参考文献 .25 附录：Multisim 扫频仪的介绍 264第一章第一章 系统分析系统分析1.11.1 设计课题任务设计课题任务设计一个三极管混频器。要求中心频率为 10MHz, 本振频率为 16.455MHz。1.21.2 基本原理基本原理混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的外来信号同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可
13、取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。它的功能是将已调波好的载波频率变化换成固定的中频载频率。而保持其调制规律不变，也就是说它是一个线性频率谱搬电路，对于调幅波、调频波或调相波通过变频电路后仍然是调幅波，调频波或调相波。只是其载波频率变化了，其调制规律是不变的。非线性器件带通滤波器本地振荡器输入输出图 1.1 调幅波以下是调幅波频率形图和混频前后的频谱原理图：5图 1.2 调幅波变频波形图调幅波的混频示意图中，混频器上加了俩个信号载频为 1.76MHZ 的调幅波Vs（输入信号）和频率为 21656.465MHZ 的等幅波 Vo(本振信号)，经过变频后，输出为 465KHz 的中频调波 Vi。
14、输出的中频调幅波与输入的高频调幅波调幅规律完全相同，即载没振幅的包络形状完全相同，唯一差别就是频率不同。下面我们来研究变频是频谱的变化，从示意图我们可以看出经过混频，高频已调波变成中频已调波，只是把已调波的频谱从高频率位置到了中频率位置，输入信号中每个频率分量的位置及相对大小、相互间距不发生变化，当应注意高频率已调波的上、下边频搬到中频位置后，分别成了下、上边频。图 1.3 变频前后的频谱图1.31.3 混频电路的分类混频电路的分类混频电路是基于某些器件的非线性远离工作的，其核心部件就是非线性元件。根据所用器件不同，混频器主要有：1）晶体管混频器；2）二极管混频器；3）场效应管混频器；4）差分
15、对混频器。根据电路结构分有：1）单管混频器；2）平衡混频器；3）环形混频器。61.41.4 混频电路的实际混频电路的实际应应用用 超处差式接收机的主要特点是，把被接收的已调波信号的载波的频率c 先变为频率较低的（或较高的）但是固定不变的中间频率i（称为中频），而其振幅的变化规律保持不变，即是由低频调制信号 来决定，然后利用中频放大器加以放大送至检波器进行检波。解调出与调制信号 U(t) 线性关系的输出电压。随后通过低频电压放大、功率放大、由扬声器还原为原来的声音，因为中频放大器的中心频率是固定不变的，中频放大器容易取得较大的增益和近似理想的选择性曲线。而接收器的主要放大倍数由中频放大承担所以整
16、机增益在接收频率范围内，高端和底端的差别就会很小，即易于获得较高的灵敏度和临道选择性。对于调谐来说需要对混频器的选频输入回路和本机振荡器进行同步调谐，这是容易实现的。7第二章第二章 软件介绍软件介绍2.12.1 工具的选择工具的选择MultisimMultisim 1010 简介简介Multisim 是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以 Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用 Multisim 交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim 提炼了 SPICE 仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE 技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者
