高频课程设计--环形混频器的设计

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1、 高频电子线路 课程设计 题 目： 环形混频器的设计 院（系、部） ： 机电工程学院 学 生 姓 名： 指 导 教 师： I 摘要 混频，又称变频，也是一种频谱的线性搬移过程，它是是信号自某一个频率变换成 另一个频率。完成这种功能的电路成为混频器。混频技术的应用十分广泛。混频器是超 外差式收音机中的关键部件。直放式接收机高频小信号检波，工作频率变化范围大时， 工作频率对高频通道的影响比较大，灵敏度较低。采用超外差技术后，将接受信号混频 到一固定中频，放大量基本不受接受频率的影响，这样。频段内信号的放大一致性好， 灵敏度可以做的很高，选择性也比较好。因为放大功能主要放在中放，可以用良好的滤 波电

2、路。采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频 较高频信号的频率低，性能指标容易得到满足。混频器在一些发射设备中也是必不可少 的。在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。此 外，混频器也是许多电子设备、测量仪器的重要组成部分。理论上所有中频是直流耦合 的混频器均可作为鉴相器使用。将两个频率相同，幅度一致的射频信号加到混频器的本 振和射频端口，中频端将输出随两信号相差而变的直流电压。当两信号是正弦时，鉴相 输出随相差变化为正弦，当两输入信号是方波时，鉴相输出则为三角波。使用功率推荐 在标准本振功率附近，输入功率太大，会增加直流偏差电压，太小

3、则使输出电平太 低。 混频器的本振功率是指最佳工作状态时所需的本振功率。原则上本振功率愈大， 动态范围增大，线性度改善（1dB 压缩点上升，三阶交调系数改善） 。 关键词：信号；频率；混频器 II 目录 1 设计任务及要求1 1.1 设计任务及技术指标1 1.2 设计要求 .1 2 方案论证.1 2.1 二极管混频器1 2.2 本地振荡器（石英晶体振荡器） 1 3 单元电路设计 .2 3.1 混频器的设计2 3.1.1 混频器原理： .2 3.1.2 二极管环形混频器电路分析 .3 3.1.3 实验结果： .5 5 3.2 本地震荡器的设计 5 3.2.1 晶体振荡器原理5 3.2.2 元器件

4、参数的计算 6 4 电路原理图及 PCB版图 9 4.1 环形混频器 .9 4.2 振荡器. 10 5 总结 11 参考文献：. 12 附录： . A 1 1 设计任务及要求 1.1 设计任务及技术指标 本学期我们学习了高频电子线路这一门课程，为了更好地掌握所学习的知识， 特做此课程设计以加以巩固，同时学习并加深 Multisim 软件的使用。 本次设计是混频器的设计，我们要好好掌握其设计原理。混频器在通信工程和无线 电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高 频已调信号。在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中 频信号。特别是在超外差

5、式接收机中，混频器应用较为广泛，如 AM 广播接收机将已 调幅信号 535KHZ 一 1605KHZ 要变成为 465KHZ 中频信号， 电视接收机将已调 48 5M 一 870M 的图象信号要变成 38MHZ 的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频 等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石 英晶体振荡器做为主振荡器， 产生一个频率非常稳定的主振荡信号， 然后经过频率的加、 减、 乘、 除运算变换成射频， 所以必须使用混频电路， 又如电视差转机收发频道的转换， 卫星通讯中上行、下行频率的变换等，都必须采用混频器。由此可见，混频电路是应用 电子技术和无线

6、电专业必须掌握的关键电路。 1.2 设计要求 1、设计二极管环形混频器、本地振荡器电路。 2、在 Multisim 仿真软件上绘制电路图，并进行仿真得到预期结果。 3、绘制 PCB 电路图，为做出实物做出准备。 2 方案论证 2.1 二极管混频器 二极管环形混频器各端口有良好的隔离性，而且有组合频率少、动态范围大、噪声 小、本振电压无反向辐射等优点。其主要缺点是混频增益小于 1，且随着工作频率提高 而下降。相比于二极管平衡混频器可以进一步抑制一些非线性产物。而且二极管环形混 频器具有电路简单易实现等优点。因此我们选择二极管混频器为我们的混频单元。 2.2 本地振荡器（石英晶体振荡器） 2 晶体管的内部工作原理石英晶体具有压电效应。当对它施加机械应力时会产生电荷； 加电压时会发生振动，称此为压电效应。给石英设置电极加电压时所得到的电学的固有 振动不怎么受所加电压或环境温度的影响。因此，如果把石英振子用于振荡电路，将会 得到频率非常稳定的振荡输出。 石英晶体作为振荡回