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1、l7.1 概述概述 l7.2 混频电路混频电路l7.3 混频器的组合干扰混频器的组合干扰17.1 概述概述l l变变频频(或或混混频频)是是将将信信号号的的频频率率由由一一个个数数值值变变换换成成另另一一个个数数值值的的过过程程。完完成成这这种种功功能能的的电电路路叫叫变变频频器器 (或或混混频频器器)。如如广广播播收收音音机机，中中波波波波段段信信号号载载波波的的频频率率为为535kHz1.6MHz，接接收收机机中中本本地地振振荡荡的的频频率率相相应应为为12.065MHz，在在混混频频器器中中这这两两个个信信号号的的频频率率相相减减，输输出出信信号号的的频频率等于中频频率率等于中频频率46
2、5kHz。 2l l采用变频器使接收机的性能得到提高：采用变频器使接收机的性能得到提高：（1）将将高高频频信信号号变变换换成成中中频频信信号号， 中中频频放放大大器器增益很高，工作稳定，有助提高接收灵敏度；增益很高，工作稳定，有助提高接收灵敏度；（2）在在超超外外差差接接收收机机中中，中中频频频频率率固固定定，电电路路结构简化。结构简化。3图7.1 变频器功能图4l l 图图图图7.1(a)7.1(a)画画画画出出出出了了了了混混混混频频频频器器器器输输输输入入入入、输输输输出出出出信信信信号号号号的的的的时时时时域域域域波波波波形形形形。经经经经过过过过变变变变频频频频，信信信信号号号号的的
3、的的载载载载频频频频由由由由高高高高频频频频变变变变成成成成中中中中频频频频，但但但但包包包包络络络络的的的的形形形形状状状状不不不不变变变变。图图图图7.1(b)7.1(b)画画画画出出出出了了了了输输输输入入入入与与与与输输输输出出出出信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱。经经经经过过过过混混混混频频频频，载载载载波波波波频频频频率率率率由由由由高高高高频频频频fsfs变变变变成成成成中中中中频频频频f fi i，频频频频谱谱谱谱结结结结构构构构没没没没有有有有变变变变化化化化。所所所所以以以以混混混混频频频频是是是是线线线线性性性性频频频频率率率率变变变变换换换换，也也也也是是是是频
4、频频频谱谱谱谱搬移。搬移。搬移。搬移。 图图图图7.1 7.1 变频器功能图变频器功能图变频器功能图变频器功能图5l l 在在无无线线电电技技术术中中，混混频频的的应应用用非非常常普普遍遍。在超外差式接收机中，所有输入信号的频率在超外差式接收机中，所有输入信号的频率 都要变成中频都要变成中频:l l调幅广播收音机的中频等于调幅广播收音机的中频等于465kHz，l l调频广播收音机的中频等于调频广播收音机的中频等于10.7MHz，l l广播电视接收机的中频等于广播电视接收机的中频等于38MHz。 在在发发射射机机中中，为为了了提提高高发发射射信信号号的的频频率率稳稳定定度度，采采用用多多级级式式
5、发发射射机机，用用一一个个频频率率较较低低的的石石英英晶晶体体振振荡荡器器做做主主振振荡荡器器，产产生生一一个个频频率率非非常常稳稳定定的的主主振振信信号号，然然后后经经过过频频率率的的加加、减减、乘乘、除除运运算算变变换换成成射射频频。此此外外电电视视差差转转机机收收发发频频道道的的转转换换，卫卫星星通通信信中中上上行行、下下行行频频率率的的变变换等等都必须采用变频器。换等等都必须采用变频器。6 变变变变频频频频器器器器电电电电路路路路是是是是由由由由（1 1）非非非非线线线线性性性性元元元元件件件件，（2 2）本本本本地地地地振振振振荡荡荡荡器器器器，（3 3）中中中中频频频频滤滤滤滤波波
6、波波器器器器组组组组成成成成，如如如如图图图图7.27.2所所所所示示示示。信信信信号号号号相相相相乘乘乘乘电电电电路路路路的的的的输输输输入入入入一一一一个个个个是是是是外外外外来来来来的的的的已已已已调调调调波波波波u us s，另另另另一一一一个个个个是是是是由由由由本本本本地地地地振振振振荡荡荡荡器器器器产产产产生生生生的的的的等等等等幅幅幅幅正正正正弦弦弦弦波波波波u uL L。u us s与与与与u uL L相相相相乘乘乘乘产产产产生生生生和和和和、差差差差频频频频信信信信号号号号u umm ，再经过带通滤波器取出差频，再经过带通滤波器取出差频，再经过带通滤波器取出差频，再经过带通
7、滤波器取出差频( (或和频或和频或和频或和频) )信号信号信号信号u ui i。图图图图7.2 7.2 混频电路的组成框图混频电路的组成框图混频电路的组成框图混频电路的组成框图 7变频器的主要技术指标变频器的主要技术指标1.1.变频增益变频增益变频增益变频增益 (7.11)(7.12)变频功率增益：变频功率增益：变频功率增益：变频功率增益： 变频电压增益：变频电压增益：变频电压增益：变频电压增益： l l 混混频频增增益益的的高高低低与与混混频频电电路路的的形形式式有有关关。二二极极管管混混频频电电路路的的混混频频增增益益KPc1；三三极极管管、场场效效应应管管和和模模拟拟乘乘法法器器构构成成
8、的的混混频频电电路路，混频增益可以大于混频增益可以大于1。82. 2. 选择性选择性选择性选择性 所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号所谓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。选择性越好输出信而滤除其他干扰信号的能力。选择性越好输出信而滤除其他干扰信号的能力。选择性越好输出信而滤除其他干扰信号的能力。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号的频谱纯度越高。选择性主要取决于混频器输号的频谱纯度越高。选择性主要取决于混频器输号的频谱纯度越高。选择性主要取决于混频器输出端的
9、中频带通滤波器的性能出端的中频带通滤波器的性能出端的中频带通滤波器的性能出端的中频带通滤波器的性能, ,可选择高可选择高可选择高可选择高QQ电路。电路。电路。电路。3. 3. 工作稳定性工作稳定性工作稳定性工作稳定性 4. 4. 混频失真与干扰混频失真与干扰混频失真与干扰混频失真与干扰 混频器的失真有混频器的失真有混频器的失真有混频器的失真有频率失真频率失真频率失真频率失真和和和和非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真。此外，。此外，。此外，。此外，由于器件的非线性还存在着由于器件的非线性还存在着由于器件的非线性还存在着由于器件的非线性还存在着组合频率干扰组合频率干扰组合频率干扰组合频率干扰
10、。这些组。这些组。这些组。这些组合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地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，如何减小失真与干影响混频器的正常工作。因此，如何减小失真与干影响混频器的正常工作。因此，如何减小失真与干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。扰是混频器研究中的一个重要问题。扰是混频器研究中的一个重要问题。扰是混频器研究中的一个重要问题。9输入信号功率与输入噪声功率之比输入信号功率与输入噪声功率之比输入信号功率与输入噪声功率
11、之比输入信号功率与输入噪声功率之比 输出信号功率与输出噪声功率之比输出信号功率与输出噪声功率之比输出信号功率与输出噪声功率之比输出信号功率与输出噪声功率之比 已知噪声系数的定义为：已知噪声系数的定义为：已知噪声系数的定义为：已知噪声系数的定义为：5. 5. 噪声系数噪声系数噪声系数噪声系数NFNF l 由由由由于于于于电电电电路路路路内内内内部部部部噪噪噪噪声声声声的的的的存存存存在在在在。输输输输出出出出信信信信噪噪噪噪比比比比总总总总是是是是小小小小于于于于输输输输入入入入信信信信噪噪噪噪比比比比，所所所所以以以以噪噪噪噪声声声声系系系系数数数数NFNF始始始始终终终终大大大大于于于于1
12、1。NFNF越越越越大大大大，说说说说明明明明电电电电路路路路的的的的内内内内部部部部噪噪噪噪声声声声越越越越大大大大；NFNF越越越越小小小小，说说说说明明明明电电电电路路路路内内内内部部部部噪噪噪噪声声声声越越越越小小小小，电电电电路路路路的的的的噪噪噪噪声声声声性性性性能能能能越越越越好好好好。理理理理想想想想情情情情况况况况，电电电电路路路路内内内内部部部部无无无无噪噪噪噪声声声声，NF=1NF=1。混混混混频频频频器器器器由由由由于于于于处处处处于于于于接接接接收收收收机机机机电电电电路路路路的的的的前前前前端端端端，对对对对整整整整机机机机噪噪噪噪声声声声性性性性能能能能的的的的影
13、影影影响响响响很很很很大大大大，所所所所以以以以减减减减小混频器的噪声系数是至关重要的。小混频器的噪声系数是至关重要的。小混频器的噪声系数是至关重要的。小混频器的噪声系数是至关重要的。l l此外，对混频器的要求还有动态范围等。此外，对混频器的要求还有动态范围等。此外，对混频器的要求还有动态范围等。此外，对混频器的要求还有动态范围等。 10混频电路混频电路 l l三极管混频器三极管混频器三极管混频器三极管混频器l l三三三三极极极极管管管管混混混混频频频频器器器器电电电电路路路路如如如如图图图图7.37.3所所所所示示示示。设设设设外外外外加加加加的的的的信信信信号号号号u us s=U=Usm
14、smcoscoss st t，本本本本振振振振电电电电压压压压u uL L=U=ULmLmcoscosL Lt t，基基基基极极极极直直直直流流流流偏偏偏偏置置置置电电电电压压压压为为为为EBEB，集集集集电电电电极极极极负负负负载载载载为为为为谐谐谐谐振振振振频频频频率率率率等等等等于于于于中中中中频频频频f fi i=f=fL L-f -fs s的的的的带带带带通通通通滤滤滤滤波波波波器器器器。忽忽忽忽略略略略基基基基调调调调效效效效应应应应时时时时，集集集集电电电电 极极极极 电电电电 流流流流 iCiC可可可可 近近近近 似似似似 表表表表 示示示示 为为为为 u uBEBE的的的的
15、函函函函 数数数数 ，i iC C=f(u=f(uBEBE),u),uBEBE=E=EB B+u+uL L+u+us s。 图7.3 晶体三极管混频器 11 由由由由于于于于u uL Lu us s，所所所所以以以以三三三三极极极极管管管管混混混混频频频频器器器器电电电电路路路路是是是是线线线线性性性性时时时时变变变变电电电电路路路路。E EB B+u+uL L是是是是时时时时变变变变工工工工作作作作点点点点电电电电压压压压。在在在在时时时时变变变变工工工工作作作作点附近，把点附近，把点附近，把点附近，把i iC C用台劳级数展开用台劳级数展开用台劳级数展开用台劳级数展开(7.21) 其其其其
16、中中中中，第第第第一一一一项项项项i iC0C0=f(E=f(EB B+u+uL L) )是是是是时时时时变变变变工工工工作作作作点点点点电电电电流流流流，称称称称为为为为混混混混频频频频器器器器的的的的静静静静态态态态时时时时变变变变集集集集电电电电极极极极电电电电流流流流。如如如如图图图图7.47.4所所所所示示示示。把把把把i iC0C0用傅氏级数展开用傅氏级数展开用傅氏级数展开用傅氏级数展开 (7.22) 12图7.4 静态时变集电极电流 13l l 式式式式(7.21)(7.21)中中中中，f(Ef(EB B+u+u1 1) )是是是是晶晶晶晶体体体体三三三三极极极极管管管管的的的的
17、时时时时变变变变跨跨跨跨导导导导g(t)g(t)，其其其其波波波波形形形形如如如如图图图图7.57.5所所所所示示示示。同同同同样样样样可可可可以以以以把把把把g(t)g(t)用傅氏级数展开用傅氏级数展开用傅氏级数展开用傅氏级数展开(7.23) 式式式式中中中中，g g0 0是是是是时时时时变变变变电电电电导导导导的的的的平平平平均均均均分分分分量量量量；g g1 1是是是是基基基基波波波波分分分分量量量量的的的的幅幅幅幅度度度度，称称称称为为为为基基基基波波波波跨跨跨跨导导导导；g g2 2是是是是二二二二次次次次谐谐谐谐波波波波分分分分量量量量的的的的幅幅幅幅度度度度，称称称称为为为为二二
18、二二次次次次谐谐谐谐波波波波跨跨跨跨导导导导。因因因因此此此此，式式式式(7.21)(7.21)中中中中的的的的第第第第二二二二项项项项可可可可以以以以写写写写成成成成 (7.24) 14 图7.5 时变跨导g(t) 15其其其其中中中中，中中中中频频频频电电电电流流流流分分分分量量量量，即即即即本本本本振振振振频频频频率率率率与与与与信信信信号号号号频频频频率率率率的差频分量等于的差频分量等于的差频分量等于的差频分量等于(7.25) 式中 集电极电流中频电流幅度 输入信号电压幅度 (7.26) 称称称称其其其其为为为为混混混混频频频频跨跨跨跨导导导导，其其其其值值值值等等等等于于于于基基基基
19、波波波波跨跨跨跨导导导导的的的的一一一一半半半半。在在在在忽忽忽忽略略略略晶晶晶晶体体体体管管管管输输输输出出出出阻阻阻阻抗抗抗抗的的的的情情情情况况况况下下下下，经经经经集集集集电电电电极极极极回回回回路路路路带通滤波器的滤波，取出的中频电压带通滤波器的滤波，取出的中频电压带通滤波器的滤波，取出的中频电压带通滤波器的滤波，取出的中频电压(7.27) 16l lR Re e为为为为LCLC并并并并联联联联谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的有有有有载载载载谐谐谐谐振振振振阻阻阻阻抗抗抗抗。中中中中频频频频输出电压的幅度输出电压的幅度输出电压的幅度输出电压的幅度(7.28) 若输入信号若输入
20、信号若输入信号若输入信号u us s是普通调幅波，是普通调幅波，是普通调幅波，是普通调幅波，u us s=U=Usmosmo(1+m(1+ma acost)coscost)cosC Ct t。只要带通滤波器的。只要带通滤波器的。只要带通滤波器的。只要带通滤波器的带宽足够，即带宽足够，即带宽足够，即带宽足够，即B B2 2，带内阻抗可近似认为等于，带内阻抗可近似认为等于，带内阻抗可近似认为等于，带内阻抗可近似认为等于有载谐振阻抗有载谐振阻抗有载谐振阻抗有载谐振阻抗R RL L。输出的中频电压近似等于。输出的中频电压近似等于。输出的中频电压近似等于。输出的中频电压近似等于u ui i=g=gc c
21、R RL LU Usmosmo(1+m(1+ma acost)coscost)cosi it t。 17l 仿仿照照集集电电极极回回路路的的分分析析方方法法，三三极极管管混混频频器器的的输输入入回回路路基基极极电电流流iB与与输输入入电电压压us的的关关系系也可近似写成也可近似写成(7.29) 其其其其中中中中，i iB0B0为为为为静静静静态态态态时时时时变变变变输输输输入入入入电电电电流流流流；g gi i(t)(t)是是是是时时时时变变变变输输输输入入入入电电电电导，把它用傅氏级数展开导，把它用傅氏级数展开导，把它用傅氏级数展开导，把它用傅氏级数展开(7.210) 由由由由于于于于混混混
22、混频频频频器器器器输输输输入入入入回回回回路路路路调调调调谐谐谐谐于于于于f fs s，因因因因此此此此分分分分析析析析混频器时仅考虑基极电流混频器时仅考虑基极电流混频器时仅考虑基极电流混频器时仅考虑基极电流i iB B中的信号频率电流中的信号频率电流中的信号频率电流中的信号频率电流 (7.211) (7.212) 18l l 根根据据图图7.6可可导导出出三三极极管管混混频频器器的电压增益为的电压增益为(7.213) (7.214) 功率增益功率增益功率增益功率增益 19图7.6 晶体三极管混频器交流等效电路 20l l混混混混频频频频跨跨跨跨导导导导越越越越大大大大,K,KVcVc、K K
23、PcPc越越越越高高高高。g gc c大大大大小小小小与与与与晶晶晶晶体体体体管管管管参参参参数数数数、本本本本振振振振电电电电压压压压幅幅幅幅度度度度和和和和静静静静态态态态偏偏偏偏置置置置电电电电压压压压有有有有关关关关。图图图图7.77.7和和和和图图图图7.87.8分分分分别别别别画画画画出出出出了了了了g gc c与与与与U ULmLm和和和和E EB B关关关关系系系系曲曲曲曲线线线线。由由由由图图图图可可可可见见见见，g gc c与与与与U ULmLm和和和和E EB B的的的的关关关关系系系系是是是是非非非非线线线线性性性性关关关关系系系系，U ULmLm和和和和E EB B过
24、过过过大大大大或或或或过过过过小小小小，g gc c都都都都较较较较小小小小，只只只只有有有有在在在在一一一一段段段段范围内范围内范围内范围内g gc c较大。较大。较大。较大。 图7.7 g(t)、gc与ULm的关系21图7.8 g(t)、gc与EB的关系 22图图图图7.97.9给给给给出出出出了了了了混混混混频频频频功功功功率率率率增增增增益益益益K KPcPc和和和和噪噪噪噪声声声声系系系系数数数数NFNF与与与与U ULmLm的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。图7.9 KPc、NF与ULm的关系 23 图7.10 KPc、NF与IEQ的关系 图图图图7.107.10给出
25、给出给出给出K KPcPc和和和和N NF F与静态直流工作点电流与静态直流工作点电流与静态直流工作点电流与静态直流工作点电流I IEQEQ的关系的关系的关系的关系曲线。由图可见，一般锗管曲线。由图可见，一般锗管曲线。由图可见，一般锗管曲线。由图可见，一般锗管U UL Lmm选在选在选在选在50200mV50200mV范围范围范围范围内，硅管可取大些。偏置电压内，硅管可取大些。偏置电压内，硅管可取大些。偏置电压内，硅管可取大些。偏置电压EBEB一般选择在一般选择在一般选择在一般选择在I IEQEQ等于等于等于等于0.31mA0.31mA的范围内工作比较合适。的范围内工作比较合适。的范围内工作比
26、较合适。的范围内工作比较合适。24l l图图图图7.117.11给给给给出出出出了了了了几几几几种种种种常常常常用用用用的的的的三三三三极极极极管管管管混混混混频频频频电电电电路路路路的的的的形形形形式式式式。它它它它们们们们的的的的区区区区别别别别是是是是本本本本振振振振电电电电压压压压注注注注入入入入方方方方式式式式和和和和三三三三极极极极管管管管交交交交流流流流地地地地电电电电位位位位的的的的不不不不同同同同。电电电电路路路路形形形形式式式式(a)(a)的的的的本本本本振振振振电电电电压压压压由由由由基基基基极极极极注注注注入入入入，需需需需要要要要本本本本振振振振提提提提供供供供的的的
27、的功功功功率率率率小小小小，但但但但信信信信号号号号电电电电压压压压对对对对本本本本振振振振的的的的影影影影响响响响较较较较大大大大。电电电电路路路路形形形形式式式式(b)(b)的的的的本本本本振振振振电电电电压压压压由由由由发发发发射射射射极极极极注注注注入入入入，需需需需要要要要本本本本振振振振提提提提供供供供的的的的功功功功率率率率大大大大，但但但但信信信信号号号号对对对对本本本本振振振振影影影影响响响响小小小小。电电电电路路路路形形形形式式式式(c)(c)和和和和(d)(d)都都都都是是是是共共共共基基基基极极极极电电电电路，与路，与路，与路，与(a)(a)、(b)(b)电路相比，这种
28、电路工作频率高、稳定性好。电路相比，这种电路工作频率高、稳定性好。电路相比，这种电路工作频率高、稳定性好。电路相比，这种电路工作频率高、稳定性好。 图图7.11 三极管混频电路形式三极管混频电路形式 25 图图图图7.12 7.12 晶体管收音机他激式变频电路晶体管收音机他激式变频电路晶体管收音机他激式变频电路晶体管收音机他激式变频电路 26l l图图7.12是是本本振振与与变变频频分分别别由由两两只只晶晶体体管管完完成成的的混混频频形形式式电电路路。本本地地振振荡荡器器是是由由V2管管构构成成的的电电感感反反授授式式振振荡荡器器，本本振振电电压压从从V1管管的的射射极极输输入入。信信号号电电
29、压压经经输输入入选选择择回回路路由由V1管管的的基基极极输输入入。中中频频电电压压由由调调谐谐于于465kHz的的中中周周变变压压器器的的次次级级输出。输出。27图图图图7.13 7.13 晶体管收音机自激式变频电路晶体管收音机自激式变频电路晶体管收音机自激式变频电路晶体管收音机自激式变频电路 28l l图图7.13是是典典型型的的晶晶体体管管收收音音机机混混频频电电路路。天天空空中中各各种种频频率率的的电电磁磁波波在在天天线线上上感感应应生生成成高高频频电电流流，经经过过输输入入回回路路选选频频，取取出出要要收收听听电电台台的的信信号号us，从从晶晶体体管管基基极极注注入入。L3和和L4组组
30、成成变变压压器器耦耦合合反反馈馈式式本本地地振振荡荡器器，由由于于L3对对中中频频呈呈现现阻阻抗抗很很小小，所所以以对对中中频频输输出出的的影影响响可可以以忽忽略略。由由L5和和200pF电电容容组组成成中中频频回回路路取取出出中中频频电电压压输输出出。通通常常称称中中频频输输出出回回路路叫叫中中周周变变压压器器，简简称称中中周周。这这种种电电路路本本地地振振荡荡器器和和混混频频同同由由一一只只晶晶体管完成，所以是变频形式电路。体管完成，所以是变频形式电路。 29l l单二极管混频器单二极管混频器l l 图图7.18是一个单二极管混频器电路。是一个单二极管混频器电路。输入电路调谐于信号载频输入
31、电路调谐于信号载频fs，输入回路两端，输入回路两端电压为电压为us=Usmcosst。本地振荡电压经变。本地振荡电压经变压器耦合输入，次级建立的本振电压为压器耦合输入，次级建立的本振电压为u1=U1mcos1t。输出回路调谐在中频。输出回路调谐在中频fi=f1-fs。回路两端建立的中频电压。回路两端建立的中频电压ui=Uimcosit。通常通常U1mUsm，UsmUim，所以二极管混频，所以二极管混频电路是线性时变电路，二极管可近似为仅受电路是线性时变电路，二极管可近似为仅受u1控制的开关。等效的时变电导控制的开关。等效的时变电导gD(t)=gDk1(1t)。二极管两端的电压。二极管两端的电压
32、uD=us+u1-ui，二，二极管流过的电流极管流过的电流30图7.18 单二极管混频电路 31l l二极管环形混频器二极管环形混频器二极管环形混频器二极管环形混频器 二二二二极极极极管管管管环环环环形形形形混混混混频频频频器器器器电电电电路路路路与与与与二二二二极极极极管管管管环环环环形形形形调调调调制制制制器器器器电电电电路路路路形形形形式式式式相相相相同同同同，如如如如图图图图7.207.20所所所所示示示示。由由由由图图图图可可可可见见见见，各各各各二二二二极极极极管的电流分别为管的电流分别为管的电流分别为管的电流分别为 图图图图7.20 7.20 环形混频器环形混频器环形混频器环形混
33、频器 32l 输出电流 同时可以导出输入电流 (7.223) (7.224) 根据式(7.223)导出输出中频电流的幅值根据式(7.224)可导出输入信号电流的幅值 (7.225) (7.226) 33变频器的干扰及其抑制变频器的干扰及其抑制 l l组合频率干扰组合频率干扰组合频率干扰组合频率干扰 信信信信号号号号与与与与本本本本振振振振的的的的组组组组合合合合频频频频率率率率f fmm n n=mf=mf1 1nfnfs s,m,m和和和和n n均均均均为为为为正正正正整整整整数数数数或或或或零零零零。中中中中频频频频f fi i=f=f1 1-f -fs s，若若若若中中中中频频频频回回回
34、回路路路路的的的的带带带带宽宽宽宽等等等等于于于于2f2f，那那那那么么么么，凡凡凡凡是是是是满满满满足足足足mfmf1 1- -nfnfs s=f=fi iff和和和和 nfnfs s-mf-mf1 1=f=fi iff两两两两种种种种情情情情况况况况的的的的组组组组合合合合频频频频率率率率分分分分量量量量都都都都会会会会形形形形成成成成干干干干扰扰扰扰。由由由由此此此此可可可可导出满足这两种情况的信号频率导出满足这两种情况的信号频率导出满足这两种情况的信号频率导出满足这两种情况的信号频率 ，将，将，将，将f f1 1=f=fs s+f+fi i关系代入得关系代入得关系代入得关系代入得 mf
35、mf1 1-nf-nfs sffi i -mf-mf1 1+nf+nfs sffi i减弱组合干扰的方法：减弱组合干扰的方法：减弱组合干扰的方法：减弱组合干扰的方法：（1 1）适当选择工作点，尤其）适当选择工作点，尤其）适当选择工作点，尤其）适当选择工作点，尤其U UL L不要过大不要过大不要过大不要过大（2 2）输入信号幅度不能过大）输入信号幅度不能过大）输入信号幅度不能过大）输入信号幅度不能过大（3 3）选择中频时应考虑组合频率的影响）选择中频时应考虑组合频率的影响）选择中频时应考虑组合频率的影响）选择中频时应考虑组合频率的影响34表7.1 信号频率与本振频率组合干扰分布表 35l l外来
36、干扰与本振的组合频率干扰外来干扰与本振的组合频率干扰l l 这这种种干干扰扰是是由由于于外外来来干干扰扰信信号号与与本本振振组组合合形形成成的的。正正常常情情况况下下，收收听听电电台台与与本本振振混混频频得得到到中中频频fi i=fL L-fs s，这这个个通通道道叫叫主主波波道道或或主主通通道道。外外来来的的干干扰扰与与本本振振组组合合形形成成中中频频的的通通道道叫叫副副波波道道或或寄寄生生通通道道。当当混混频频器器的的输输入入端端存存在在着着有有用用信信号号us=Usmcosst的的同同时时也也窜窜入入了了干干扰扰信信号号uM=UMcosMt，那那么么除除了了有有用用信信号号与与本本振振差
37、差拍拍得得到到中中频频，有有用用信信号号与与本本振振组组合合形形成成失失真真与与干干扰扰(这这种种干干扰扰前前面面作作了了分分析析)外外，外外来来干干扰扰与与本本振振组组合合也也会会形形成成组组合频率干扰，下面所研究的就是这种干扰。合频率干扰，下面所研究的就是这种干扰。36图7.21 中频干扰 37l l 镜像干扰是镜像干扰是m=1,n=1的组合干扰，干扰的组合干扰，干扰频率频率fM=f1+fi=fs+2fi，如图，如图7.22所示。由于所示。由于这种干扰频率这种干扰频率fM与本振频率与本振频率f1的差等于中频的差等于中频fi，处在信号频率，处在信号频率fs的镜像位置，所以称其的镜像位置，所以
38、称其为镜像干扰。如接收电台的频率是为镜像干扰。如接收电台的频率是550kHz，中频等于，中频等于465kHz，镜像干扰频率，镜像干扰频率fM=1480kHz，它比本振频率高一个中频。，它比本振频率高一个中频。38图7.22 镜像干扰 39l 其其他他的的寄寄生生通通道道干干扰扰可可分分为为两两类类，第第一一类类是是m=n的的寄寄生生通通道道干干扰扰；第第二二类类是是mn的寄生通道干扰。的寄生通道干扰。l 第一类寄生通道干扰频率第一类寄生通道干扰频率(7.34) 它它的的频频率率分分布布如如图图7.23所所示示。由由图图可可见见，靠靠近近信信号号频频率率最最近近的的寄寄生生通通道道干干扰扰频频率
39、率等等于于f1-fi/2，它它是是m=2，q=2的的4阶组合频率干扰，影响最为严重。阶组合频率干扰，影响最为严重。40图7.23 第一类寄生通道干扰 41l l交叉调制干扰和互调干扰交叉调制干扰和互调干扰l l 1.交叉调制干扰交叉调制干扰l l 当混频器的输入端同时存在有用的信号当混频器的输入端同时存在有用的信号us=Usm0(1+mscosst)cosst=Usmcosst和干扰信号和干扰信号uM=Um0(1+mMcosMt)cosMt=UmcosMt时，由于非线性特性的时，由于非线性特性的4阶项产生的乘积项阶项产生的乘积项12a4u2Musu1乘积中包含有中频信号，其幅乘积中包含有中频信
40、号，其幅值等于值等于3a4U2MUsmUim，正比于干扰信号幅，正比于干扰信号幅度度UM的平方。的平方。 42图7.24 交叉调制干扰 43l l 2. 互调干扰互调干扰l l 互互调调干干扰扰是是有有两两个个或或多多个个干干扰扰电电台台信信号号作作用用于于混混频频器器的的输输入入端端，在在混混频频器器中中组组合合而而形形成成的的干干扰扰。如如混混频频器器输输入入端端除除有有用用信信号号电电压压us、本本振振电电压压ul外外，还还存存在在两两个个干干扰扰电电压压uM1和和uM2，它它们们的的频频率率分分别别为为fM1和和fM2。在在混混频频器器中中uM1和和uM2混混频频，当当产产生生的的组组
41、合合频频率率rfM1sfM2等等于于或或接接近近于于有有用用信信号号频频率率fs时就会形成干扰，这种干扰就是互调干扰。时就会形成干扰，这种干扰就是互调干扰。 44l l包络失真与强信号阻塞包络失真与强信号阻塞l l 由由于于混混频频特特性性的的非非线线性性，中中频频电电压压幅幅度度与与输输入入信信号号幅幅度度之之间间关关系系出出现现非非线线性性，因因此此中中频频电电压压的的包包络络不不能能正正确确反反映映输输入入信信号号的的包包络络，这这种种失失真真叫叫包包络络失失真真。强强信信号号阻阻塞塞是是指指强强干干扰扰与与有有用用信信号号同同时时加加入入混混频频器器时时，混混频频器器输输出出的的有有用
42、用信信号号幅幅度度减减少少，甚甚至至无无法法接接收收，这这种种现现象象就就叫叫阻阻塞塞干干扰扰。例例如如晶晶体体三三极极管管混混频频由由于于输输入入幅幅度度过过大大，使使三三极极管管进进入入饱饱和和或或截截止止状状态态，有有用用信信号号的的输输出出很很小小，甚甚至至为为零零，这就是阻塞干扰。这就是阻塞干扰。 45抑制干扰的措施：抑制干扰的措施：1提高混频器前端电路的选择性提高混频器前端电路的选择性例如：中频干扰，加中频陷波器例如：中频干扰，加中频陷波器2适当选择中频频率适当选择中频频率 将中频选在接收频段之外。将中频选在接收频段之外。 采采用用高高中中频频方方案案，使使镜镜像像干干扰扰频频率率远远离离有有用用信信号号频频率率 3合理选择混频器工作点合理选择混频器工作点将将 Q 点点设设置置在在混混频频器器件件特特性性的的二二次次方方区区域域，尽尽量量减减少少三次方项或更高次项所引起的交叉调制干扰三次方项或更高次项所引起的交叉调制干扰尽尽量量采采用用组组合合频频率率分分量量少少的的混混频频电电路路与与器器件件：模模拟拟相相乘乘器器、二二极极管管平平衡衡混混频频器器等等，具具有有输输出出组组合合频频率率分分量量数数量量少少的的特点。特点。46
