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1、实验四模拟乘法混频一、实验目的1. 了解集成混频器的工作原理2, 了解混频器中的寄生干扰二、实验内容1. 研究平衡混频器的频率变换过程2. 研究平衡混频器输出中频电压V与输入本振电压的关系13. 研究平衡混频器输出中频电压V与输入信号电压的关系14. 研究镜象干扰。三、实验原理及实验电路说明在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的 需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间 隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该 参考频率通常称为本机振荡频率。
2、本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部 产生。当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号vl，并与输入信号VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需 的频谱图。我们设信号是：载波频率为fs的普通调幅波。本机振荡频率为fL O要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。图4-1所示为相乘混频器的方框图。设滤波器滤除和频，贝J设输入
3、信号为vs Vs COS ：，本机振荡信号为VL = VL cosw J由相乘混频的框图可得输出电压v =1K K V V cos(w -w )t02 F M L S L S=V cos(w -w )t式中 v = 1K K V V02 F M L S定义混频增益Am为中频电压幅度V0与高频电压匕之比，就有A =匕=1K K VM V 2 F M L图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。35 I1U1MC1496OUT+NCNCNCNC79- 11OUT-R216.8K12R15 3.3KTP5-oR16 3.3KTH8F24.5MTH9R17 1k图4-3 M
4、C1496构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用+ 12V, -8V供电R12(820 Q )、R13 (820Q )组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。本实验中输入信号频率为f$ =4.2MHz，本振 频率 f =8.7MHzoL为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压V,和 S本振电压VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信 号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入 信号的接收。干扰是由于混频器不满足线性
5、时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的 是中频干扰和镜象干扰。四、实验步骤1, 打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。2, 用实验箱的信号源做本振信号，将频率fL=8.7MHz （幅度VLp_p=300mV左右）的本振信号从J8 处输入（本振输入处），在相乘混频器的输出端J9处观察输出中频信号波形。3, 将频率fS =4.19MHz （幅度VSp_p=300mV左右）的高频信号（由3号板提供）从相乘混频器的 输入端口输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变化。4, 用示波器观察TH8和TH9处波形。5, 改变高频信号电压幅度，
6、用示波器观测，记录输出中频电压V的幅值，并填入表4-1。VSpp (mV)200300400T500600J (mV)表4-16.改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压V的幅值，并填入表4-2。V (mV)200300400500-r600700LppV(mV)ip p表4-27, 用频率计测量混频前后波形的频率。8, 混频的综合观测（需外接信号源）令高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波，作为本实验的载波 输入，外接信号源输出8.7MHz的本振信号，用示波器对比观察J9处和调制信号的波形。五、实验报告要求1. 整理实验数据，填写表格4-1和4-2。2. 绘制步骤2、3、4、9中所观测到的波形图，并作分析。3. 在幅频坐标中绘出本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系，思考如何减小镜像干扰。4. 归纳并总结信号混频的过程。六、实验仪器1. 高频实验箱1台2, 双踪示波器1台
