通信电子电路 第七章.ppt
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1、本章内容,7.1 概述 7.2 变频器的基本原理 7.3 变频器的主要技术指标 7.4 晶体三极管混频电路 7.5 超外差接收机的统调与跟踪 7.6 用模拟乘法器构成的混频电路 7.7 变频干扰,本章重点和难点,(一) 本章重点 1. 为什么要进行变频; 2. 变频器的基本原理及数学分析; 3. 晶体三极管混频电路基本原理、工作状态选择及应用举例; 4. 变频干扰。 (二) 本章难点 1. 三点统调; 2. 变频干扰。,一、什么是变频器频率变换电路,把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号。完成这种频率变换的电路称变频器。 由于设计和制作工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易,
2、增益高,选择性好,所以采用变频器后,接收机的性能将得到提高。,AM制:将载频位于535 kHz1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号,FM制:把载频位于88 MHz108MHz的各调频台信号,465kHz的中频信号;,又如:超外差电视接收机 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号,中频为10.7MHz的调频信号;,中频为38MHz的视频信号。,例如:超外差广播接收机,超外差收音机接收系统及各点波形,二、为什么要进行变频,1. 变频器将信号频率变换成中频,在中频上放大信号,放大器的增益可做得很高而不自激,电路工作稳定(有利于放大); 2. 接收机在频率很宽的范围内选择性好有困难,而
3、对于某一固定频率选择性可以做得很好(有利于选频); 3. 由于变频后所得的中频频率是固定的,这样可以使电路结构简化。,三、信号载波频率变换成中频频率波形图,与 载波振幅的包络形状完全相同,惟一的差别是 信号载波频率 变换成中频频率 ,混频器输入输出波形图如图示。,与 载波振幅的包络形状完全相同,惟一的差别是信号载波频率 变换成中频频率 。 本地振荡器本振信号- 下标为L 输入调幅信号-下标为S 中频调幅信号-下标为I,四、变频器的组成,1. 变频电路框图,它是将输入调幅信号与本振信号(高频等幅信号),同时加到混频器,经频率变换后通过滤波器,输出中频调幅信号。,2.变频电路的组成,1) 非线性元
4、件,如二极管、三极管和场效应管和 模拟乘法器等; 2)中频滤波器; 3)产生uL的振荡器。通常称为本地振荡器,振荡 角频率为 。 本机振荡器可以由变频晶体管兼(叫自激式变激器)。也可以由另一晶体管组成(称为他激式变频器,也叫混频器)。两种电路中,前一种简单,但统调困难。因此一般工作频率较高的接收机采用混频器。,一、 变频前后的频谱图,分析:,高频调幅信号的上边频 中频调幅信号的下边频, 高频调幅信号的下边频 中频调幅信号的上边频,二、变频原理的数学分析:幂级数,如果在非线性元件上同时加上输入信号电压和等幅的高频信号电压,则就会产生具有新频率的电流成分。由于变频管工作于输入特性曲线的弯曲段,其电
5、流可采用幂级数来表示,即,对上式近似取前三项,,其中,则,对(7-1)式近似取前三项,(7-1),差频分量中频成分,和频分量,谐波分量,总结:由于电路元件的伏安特性包含有平方项,1.在 uS ,uL 同时作用下,电流便产生 了新的频率成分,它包含: 差频分量: 和频分量: 谐波分量: 其中差频分量 就是我们所要求的 中频成分 。,2.通过中频滤波器就可将差频分量取出。 而将其他频率成分滤除。这种变频器称为下变频器。 若用选择性电路将和频分量选择出来,则这种变频器称为上变频器。,7.3 变频器的主要技术指标,1变频器增益要大 2选择性 要求输出回路具有良好的选择性。可采用 品 质因数Q高的选频网
6、络或滤波器。 3工作稳定性要好 要求本振信号频率稳定度高,则应采用稳频 等措施。 4非线性失真要小 5噪声系数要小,噪声系数要小的分析,噪声系数的定义为 由于变频器位于接收机的前端,它产生的 噪声对整机影响最大,故要求变频器本身 噪声系数越小越好。,7.4 晶体三极管混频电路,一、三极管混频电路的几种形式 三极管混频器按本振信号接入的不同,一般有四种电路形式。 共发射极电路多用于频率较低的情况。图7-4(a)信号与本振分别由基极和发射极注入,相互影响小,但本振需要功率大。图7-4(b)信号与本振都由基极注入,相互影响大,但本振需要功率小。 共基极电路多用于频率较高的情况。当工作频率不高时,变频
7、增益比发射极电路低。图7-4(d)比图7-4(c)相互影响小 。,图7-4 三极管混频电路的几种形式,图7-6 (a)晶体管他激式变频器,图7-6 (b)晶体管自激式变频器,7.5 超外差接收机的统调与跟踪,在超外差接收中,为了调谐方便,希望高频调谐回路(输入回路、高放回路)与本振回路,实行统一调谐。即通常采用的每波段中最低到最高频率的调谐,由同轴可变电容器进行,而改变波段则采用改变固定电感的方法。由于高频调谐回路和本振回路的波段系数 Kd 不同,例如,某分段波的最低频率fmin = 535kHz,而最高频率fmax = 1605 kHz,则高频回路的波段覆盖系数为,当中频选用 时 ,如用容量
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