第六节 混频器的干扰第六节 混频器的干扰 要点 干扰现象 产生 原因 抑制措施 要点 干扰现象 产生 原因 抑制措施 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 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 cL qfpf 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 cL qfpf 如果设输入信号为如果设输入信号为 cc fu 本振频率信号为本振频率信号为 LL fu 则通过非线性元件的信号则通过非线性元件的信号 cLo qfpfu 其中 其中 L2 1 0 qp 而而这些组合频率的信号中只要和中频频率这些组合频率的信号中只要和中频频率 cLI fff 相同或接近 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 起串音 啸叫和各种干扰 从而影响有用信号的正常工作 相同或接近 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 起串音 啸叫和各种干扰 从而影响有用信号的正常工作 三 混频器的干扰三 混频器的干扰 B fI cc fu 3 交叉调制干扰 有用信号与干扰信号交叉调制干扰 有用信号与干扰信号 nn fu 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 输入端 经混频产生的组合分量而形成的干扰 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 5 阻塞干扰阻塞干扰 6 倒易混频倒易混频 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 cc fu与本振信号与本振信号 LL fu 的自身组合干扰 即的自身组合干扰 即 Bfqfpf cL 2 1 I nn fu 2 寄生通道干扰 外来干扰信号与本振信号寄生通道干扰 外来干扰信号与本振信号 LL fu 的组合频率产生的干扰的组合频率产生的干扰 Bfqfpf nL 2 1 I 1 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 cLI fff 则除 则除 cL ff 的中频被选出外 还 有可能选出其它的组合频率 即 的中频被选出外 还 有可能选出其它的组合频率 即 IcL ILc IcL fqfpf fpfqf fqfpf IcIcI ILc f q p f q p f q ff q p f q f q p f 11 1 所以有所以有 Ic f pq p f 1 pq p f f I c 1 其中其中 I c f f 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 就会形成自身组 合干扰 时 就会形成自身组 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KzfI465 某电台发射频率 某电台发射频率Kzfc931 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 Kzfff cIL 1396 由于变频比由于变频比2 465 931 I c f f 可推算出 当可推算出 当1 p 2 q 可得 可得 KHzff Lc 466139693122 设输入高频信号的载频为设输入高频信号的载频为 cc fu 本振信号 本振信号 LL fu 则 经过混频器后产生的频率为 其中 则 经过混频器后产生的频率为 其中p q 0 1 2 cL qfpf 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 KHzff Lc 46735 也可以通过中频 通道而形成干扰 也可以通过中频 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 如平衡电路 环形电路 乘法器 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 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 nn fu设串台干扰信号为 它与本振信号的组合频率为 设串台干扰信号为 它与本振信号的组合频率为 nL qfpf 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 寄生通道 副波道 干扰 外干扰信号与本振的组合频率干扰 寄生通道 副波道 干扰 cLI fff 则可能形成的寄生通道干扰为 则可能形成的寄生通道干扰为 ILn InL fpfqf fqfpf 1 1 I nLcI fp ffpfpf q 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 中频干扰 镜频干扰 及其它寄生通道干扰 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 及其它寄生通道干扰 1 中频干扰中频干扰 当当p 0 q 1时 时 In ff 即即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 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 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 在混频器前级增加中频吸收电路 合理选择中频数值 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 合理选择中频数值 中频选在工作波段之外或采用高中频中频选在工作波段之外或采用高中频 当当p 1 q 1时 则有 时 则有 2 2 nLIcILc nLIcILc fffffff fffffff 时形 成组合频率干扰 其中最主要的一类干扰为 时形 成组合频率干扰 其中最主要的一类干扰为 f c f n1 f L f n2 2 1 2 3 2 1 2 2 1 2 2 1 nIc nIc IIcILn fff fff ffffff 3 组合频率干扰组合频率干扰 2 可可见见 1n f与与 2n f 对称分布在本振频率对称分布在本振频率 L f的两边 其中的两边 其中 1n f离离 c f 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 qp 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 提高中频 选择合适的混频电路 合理选择混频器的工作点 提高混频器前级的选择性 提高中频 选择合适的混频电路 合理选择混频器的工作点 f I 继续 1 1 I nLcI fp ffpfpf q Q 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号一 起作用于混频器时 由混频器的非线性作用 将 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 将干扰的调制信号调 制到了中频载波上 干扰的调制信号调 制到了中频载波上 即将干扰信号的调制信号转移到有用信号的载 波上而形成的一种干扰 例 由非线性元件 即将干扰信号的调制信号转移到有用信号的载 波上而形成的一种干扰 例 由非线性元件 L 2 210 uauaaufi 其中四阶项为其中四阶项为 4 4u a 若设 若设 Lnc uuuu 而而 tUu ttmUu ttmUu LLL nnnnn ccccc cos cos cos1 cos cos1 则则 4 4 4 4 Lnc uuuaua 展开后其中可分解出展开后其中可分解出 6 2 4Lcn uuua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 ttmU tUUUtma In ILcnnn cos cos1 cos cos21 2 3 2 4 其中其中 n Lcn mm UUUaU 2 2 3 2 4 可以看出 可以看出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 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 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 所以交调干扰是危害较大的一种干扰 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 只有当只有当 n f与与 C f 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 通过有用信号而作用 一旦 有用信号 通过有用信号而作用 一旦 有用信号0 c u 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 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 更 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 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 选择合适的器件 合适的工作点 使不需要的非线性项 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 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 元件 非线形 元件 中频滤 波器 中频滤 波器 un1 fn1 uL fo i o uI 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 混频器的非线性作用 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 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 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 出而产生干扰 当混频后 产生的 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 出而产生干扰 c f 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 tUu tUu nnn nnn 222 111 cos cos 而本振信号而本振信号tUu LLL cos 则三个信号同时作用于非线元件上 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 2 2100 uauaai 由由4次方项次方项 44 4412 nnL a ua uuu 中展开可得中展开可得 Lnn uuu 2 2 1 项 即 项 即 tttUUU tUtUtU LnnLnn LLnnnn coscos 2cos1 2 1 coscoscos 212 2 1 221 22 1 其中有 其中有 LnnLnn ttUUU coscos2cos 2 1 212 2 1 其组合频率为 其组合频率为 LnnLnn fff 2121 22或或 如果当如果当 ILnn cnn cnn 21 21 21 2 2 2 形成互调干扰形成互调干扰 注意 注意 IcL 讨论 讨论 1 当当 cnn 21 2时 时 1n 或或 2n 必有一个远离必有一个远离 c 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 cnn 21 2时 时 1n 或或 2n 均可能离均可能离 c 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 121ncnn 可见 可见 两个干扰频率都小于 或大于 工作信号频率两个干扰频率都小于 或大于 工作信号频率 且 且三者等距 时 三者等距。