高频电路 5 频率变换电路ppt课件.ppt

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1、第五单元频率变换电路知识目标：了解频率变换的目的与原理；掌握模拟乘法器及其在混频电路中的典型应用；理解晶体管混频电路的组成；了解倍频原理。技能目标：会测量、计算混频电路的主要参数；会设计一种频率变换电路；会分析混频电路的干扰现象。信号的数学表达式、波形、频谱三种表示方法之间可以相互转换，其中用频谱可以表示任何一种信号。在通信与电子技术中，频率（或频谱）变换是很重要的概念。频率变换电路的基本概念是指输出信号的频率与输入信号的频率不同，而且满足一定的变换关系，分为频谱搬移电路和频谱的非线性变换两大类。频率变换电路一般由非线性器件和滤波器组成。本单元主

2、要介绍频率变换中的混频电路，它用来产生中频信号。混频电路是指输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合的电路，通常由非线性元件和选频回路构成。5.1项目一：初识频率变换电路5.1.1实物与测试在TP9处输入频率为10.245MHz的正弦波TP11处输入频率为10.7MHz，峰-峰值约1V的载波信号可以计算出经混频后，输出信号频率的理论值应为10.7MHz-10.245MHz=455kHz。5.1.2频率变换的目的进行频率变换的目的是将已调波的载波频率变换成固定的中频载波频率，而保持其调制规律不变。也就是说频率变换电路是一个线性频谱搬移

3、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。从频谱的角度看，变频电路的功能是完成频谱从原来的ws附近搬到wI附近，而频谱内部结构并不发生任何变化。即输入信号的频谱为ws、ws±W，通过变频电路后输出信号的频谱为wI、wI±W，故频率变换电路是线性频谱搬移电路。频率变换电路的工作原理频率变换电路的输出信号有高中频和低中频之分。当输出信号的载波频率为输入信号的频率之和时，称该中频为高中频。反之，当输出信号的载波频率为输入信号的频率之差时，称该中频为低中频。频率变换电路可以将H

4、F、VHF和UHF等的宽频带频率信号变换为任意的频率范围，所以说频率变换电路是将输入信号变换为另外的频率的一种电路。假设输入信号频率为fs，局部振荡电路的振荡频率为fL，则经过频率变换后，可以得到fL+fs与fL-fs的信号输出，即将两种信号合成，可以得到比原来频率更高或更低的频率。5.1.3频率变换电路的组成模型当两个不同频率的信号通过一个非线性器件之后，输出信号频率将会包含很多频谱分量，在如此多的频率分量中要得到所需的频率分量，就必须采用选频网络，选出所需的频率分量。因此一般频率变换电路应由四部分组成，即输入回路、非线性器件、带通滤波器和本机

5、振荡器组成。本机振荡器用来提供本振信号频率fL，滤波器起着滤除通带以外频率分量有作用，只有落在通带范围的频率分量才会产生输出电压。通常将输入回路、非线性器件与带通滤波器三部分称为混频器，而混频器和本机振荡器两部分共同组成变频器。信号的表示方法1)写出它的数学表达式——时域表示。2)画出它的波形——时域表示。3)画出它的频谱——频域表示。这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其中一种表示方法得到其他两种表示方法。用数学表达式表示信号既清楚又准确，而用波形和频谱表示信号比较直观。但对于某些复杂的信号或无规律的信号，要写出它的数学表达式或画出它的波形很

6、困难，这时用频谱来表示这种信号既容易、又方便。因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。5.1.4知识链接——信号的频谱频谱的概念信号的频谱是指组成信号的各个频率正弦分量按频率的分布情况，即用频率f（或角频率）作为横坐标，用组成这个信号的各个频率正弦分量的振幅Um作为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图，简称频谱。这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其中一种表示方法得到其他两种表示方法。用数学表达式表示信号既清楚又准确，而用波形和频谱表示信号比较直观。但对于某些复杂的信号或无规律的信号，要写出它的数学表达式或画出它的波形很困难，这时用频谱来表示这种

7、信号既容易、又方便。因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。集成模拟乘法器的基本概念是一种实现两个模拟信号相乘的电路。集成模拟乘法器有两个输入端X、Y和一个输出端Z。若输入信号分别用ux、uY表示，输出信号用uo表示，则uo与ux、uY乘积成正比，KM为比例系数。5.2项目二：集成模拟乘法器组成的混频器的分析与设计5.2.1认识集成模拟乘法器MC1496集成模拟乘法器VT1、VT2与VT3、VT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成的单差分放大器以激励VT1～VT4。VT7、VT8及其偏置电路组成VT5、VT6的恒流源。。引脚8与10接输入电压ux

8、，引脚1与4接输入电压uy，输出电压VO从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻，对VT5、VT6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压uy的