高频课程设计--混频器电路设计

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1、 高频电子线路高频电子线路课程设计课程设计 名 称：混频器电路设计 院 系：理学院 专 业：光信息科学与技术 姓 名： 学 号： 完成时间：2012/12/25 成 绩： 摘摘 要要 混频电路是高频电子线路课程必须掌握的关键电路。 混频器是频谱线性搬移 电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图 1 所示。本文详细的 介绍了混频电路的设计过程，并且用 Multisim 软件对设计的电路进行了仿真测 试，结果符合要求，以下是电路的设计要求。 振荡器输出一频率为10MHz 1 f、幅值 0.2V m U 1 1V 的正弦波信号，此 信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信

2、号， 2 f=10MHz、 幅值 m U 2 =200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法 器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出 2MHz 的正弦波信号。 图 1 混频器原理框图 关键词关键词: : 混频电路混频电路 MultisimMultisim 软件软件 模拟乘法器模拟乘法器 正弦波 振荡器 模拟 乘法器 选频、 放大电路 高频 信号源 一一、总体设计方案、总体设计方案 对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技 术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。 混频电路的基本组成模型

3、及主要技术特点： 混频， 工程上也称变频， 是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程， 实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电 路。混频电路的基本原理： 图2中：Us(t)为输入信号，Uc(t)为本振信号，Ui(t)输出信号。 分析： 当 stsms cosU(t)U 则 (t)(t)UU(t)U csp = ctcmstsm cos Ucos U= ctstcos cos Am 其中： cmsm UUAm 对上式进行三角函数的变换则有: )t-(cs)tccos( Am 2 1 coscos AmtU sc tc st1p os 从上式可推出，Up(t)含有

4、两个频率分量和为(c+S)，差为(C-S)。 若选频网络是理想上边带滤波器则输出: s)tccos( Am 2 1 (t)U i 若选频网络是理想下边带滤波器则输出： )t-cos( Am 2 1 (t)U sci 工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有c S往往 混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号(接收机的中频信号): t-Amcos 2 1 (t)U sci 衡量混频工作性能重要指标是混频跨导,混频跨导 g： 输出中频电流幅度偷入 信号电压幅度 1/2Am。 该电路由 LC 正弦波振荡器高频信号源模拟乘法器以及选频放大电路组 成。LC 正弦波振荡器产生的 10MH

5、z 正弦波与高频信号源所产生的 8MHz 正弦波通 过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号， 然后通过选频放大器选出有用的 频率分量，即频率 2MHz 的信号，对其进行放大输出，最终输出 2MHz 的正弦波信 号。混频器电路如图 3 所示。 图 3 混频器电路图 二二、总体设计方案、总体设计方案 2 2.1.1 电路工作原理电路工作原理 2 2.1.1 .1.1 LCLC 正弦波振荡器正弦波振荡器 本次设计采用 LC 电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。利用电容将 谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将 LC 谐振回路的三个端点分别 与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振

6、荡器。 三点式 LC 振荡器的相位平衡条件是2 kF ，在 LC 谐振回路， cbbece XXX， cb X与 be X ce X性质相反，当 be X ce X为电容， cb X就是电 感；当 be X ce X为电感， cb X就是电容。 在 LC 三点式振荡器电路中,如果要产生正弦波，必须满足振幅平衡条件：即 满足1 FA。 由相位平衡条件和振幅平衡条件可得： FFF Ri11 选取60，故选用 2N2222A 三极管。2N2222A 是 NPN 型三极管，属于低噪 声放大三极管。 本电路的三极管采用分压偏置电路， 为了使三极管处于放大状态， 必须满足： BQB II105 , ccB UU 3 1 5 1 由此可以确定：R1=5.1K，R3=2.2K，R4=2K。 正弦波的输出信号频率f=10MHz，电路连接