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文檔簡(jiǎn)介

1、 高 頻 放 大 fs fs 本地振蕩 fo 混 頻 fo fs = fi fi 低 頻 放 大 檢 波 中 頻 放 大 F F 音頻放 高頻振蕩 變頻 高頻功放 調(diào)制 聲音 緩沖 高 頻 放 大 fs fs 本地振蕩 fo 混 頻 fo fs = fi fi 低 頻 放 大 檢 波 中 頻 放 大 F F 音頻放 高頻振蕩 變頻 高頻功放 調(diào)制 聲音 緩沖 一、變頻電路的功能一、變頻電路的功能 變頻電路是一個(gè)頻譜線(xiàn)性搬移電路。功能是將已調(diào)波的頻譜向上/向下移動(dòng)一段頻率,而保持其調(diào)制規(guī)律不變。 對(duì)于調(diào)幅波、調(diào)頻波或調(diào)相波通過(guò)變頻電路后仍然是調(diào)幅波、調(diào)頻波或調(diào)相波,只是其載波頻率變化了。調(diào)幅波變

2、頻 二、變頻器的組成二、變頻器的組成 常用的非線(xiàn)性器件有晶體三極管、二極管、場(chǎng)效應(yīng)管、差分對(duì)管和模擬乘法器等。 三、變頻器的技術(shù)指標(biāo)三、變頻器的技術(shù)指標(biāo)變頻電壓增益變頻電壓增益變頻功率增益變頻功率增益 即輸出端帶通濾波器的選擇性。希望有較理想的幅頻特性,矩即輸出端帶通濾波器的選擇性。希望有較理想的幅頻特性,矩形系數(shù)盡可能接近于形系數(shù)盡可能接近于1 1。 接收機(jī)靈敏度取決于接收機(jī)本身的噪聲。接收機(jī)靈敏度取決于接收機(jī)本身的噪聲。變頻器在接收機(jī)的變頻器在接收機(jī)的最前端,接收機(jī)噪聲系數(shù)主要取決于變頻器的噪聲。為了提高接最前端,接收機(jī)噪聲系數(shù)主要取決于變頻器的噪聲。為了提高接收機(jī)的靈敏度,必須降低變頻器

3、噪聲,即噪聲系數(shù)應(yīng)盡可能小。收機(jī)的靈敏度,必須降低變頻器噪聲,即噪聲系數(shù)應(yīng)盡可能小。 變頻器除了有頻率失真和非線(xiàn)性失真外,還會(huì)產(chǎn)生各種非線(xiàn)性變頻器除了有頻率失真和非線(xiàn)性失真外,還會(huì)產(chǎn)生各種非線(xiàn)性干擾,如組合頻率、交叉調(diào)制和互相調(diào)制、阻塞等干擾。所以對(duì)干擾,如組合頻率、交叉調(diào)制和互相調(diào)制、阻塞等干擾。所以對(duì)變頻器不僅要求頻率特性好,而且還要求非線(xiàn)性器件盡可能少產(chǎn)變頻器不僅要求頻率特性好,而且還要求非線(xiàn)性器件盡可能少產(chǎn)生一些不需要的頻率分量,以減小造成干擾的可能。生一些不需要的頻率分量,以減小造成干擾的可能。ube= (Vbb+uL)+us 其中:其中:ULm Usm us的工作點(diǎn)(Vbb+uL)

4、 動(dòng)態(tài)變化,使放大倍數(shù)隨其變化。 參數(shù)要求:參數(shù)要求:ic = f (Vbb+uL)+usus的值很小,在變化范圍內(nèi)得到線(xiàn)性放大稱(chēng)這種隨時(shí)間變化的參量為 時(shí)變參量時(shí)變參量。ic = g m us ic f (ube)是非線(xiàn)性函數(shù),可將其在時(shí)變偏壓(Vbb+uL)上對(duì)us(t)展成泰勒級(jí)數(shù)。 )()(21)()()(2tutuVftutuVftuVfisLbbsLbbLbbc 對(duì)于小信號(hào)us,其高階導(dǎo)數(shù)就更小,可忽略第三項(xiàng)及以后的各項(xiàng)。)()()(tutuVftuVfisLbbLbbc式中:f Vbb+uL(t)為us0 時(shí)的集電極電流。f Vbb+uL(t)為三極管的跨導(dǎo)。)()()()()(

5、)(tutgtItutuVftuVfissLbbLbbc)()()()()()(tutgtItutuVftuVfissLbbLbbc ic =f (ube)= f (Vbb+uL)+us 其中:其中:ULm Usm I(t)、g(t)均隨uL(t) 周期性呈非正弦變化,可等效成正弦L各次頻率集合:)(2coscos2coscos2121tutgtggtItIIisLLoLmcLmccoc )()()()()()(tutgtItutuVftuVfissLbbLbbc)()()()()()(tutgtItutuVftuVfissLbbLbbcsmsmsmIUtmUUicos1 ,若若正正比比于于t

6、tmUgiLsmI)cos(cos12s1 21gUIgsmIc 變變頻頻跨跨導(dǎo)導(dǎo))2cos(2)2cos(2)cos(2)cos(2cos2coscoss2s2s1s1ssm21tgtgtgtgtgUtItIIiLLLLoLmcLmccoc 則則:tUtussms cos)(令令tUgiLsmI)cos(2s1 )(2coscos2coscos2121tutgtggtItIIisLLoLmcLmccoc 用濾波器選出: 當(dāng)負(fù)載電導(dǎo)和輸出電導(dǎo)相等時(shí),輸出回路是匹配,變頻功率增益最大。 即: 晶體三極管混頻器的本振電壓uL為大信號(hào),輸入us為小信號(hào)來(lái)說(shuō),非線(xiàn)性器件被看成時(shí)變網(wǎng)絡(luò),可采用小信號(hào)分析

7、法。晶體管可用混電路等效。 混頻電路可等效成如圖所示電路。 混頻器輸入回路調(diào)諧于s ,輸出回路調(diào)諧I,混頻器等效電路中的輸入電容和于輸出電容分別合并到輸入回路和輸出回路中而得出了等效電路。 等效電路中的各參量均可根據(jù)定義和混等效電路求出。 根據(jù)等效電路可求得混頻器的變頻電壓增益和變頻功率增益為rbbrbeCbercegmUbeCbcrbcbui C1A 5/15pF C2 s R1 22k R2 82k C3 3AG1D 0.05F R3 5100pF C7 0 C1B C6 5/15pF C4 300pF 1 +VCC C5 200pF L2 2.2k L3 L5 L6 L1 此為晶體管收音

8、機(jī)中常用的變頻電路。晶體管除了完成混頻任務(wù)外,還兼作本機(jī)振蕩器的振蕩管。此振蕩器接成互感耦合自激振蕩器。 C1A 5/15pF C2 s R1 22k R2 82k C3 3AG1D 0.05F R3 5100pF C7 0 C1B C6 5/15pF C4 300pF 1 +VCC C5 200pF L2 2.2k L3 L5 L6 L1 因電視機(jī)工作頻率較高,常采用共基電路。為了減小輸入信號(hào)電壓與本振電壓的相互影響,本振電壓由3PF的電容耦合到混頻管的發(fā)射極。 此為晶體管收音機(jī)中常用的變頻電路。晶體管除了完成混頻任務(wù)外,還兼作本機(jī)振蕩器的振蕩管。此振蕩器接成互感耦合自激振蕩器。)(2)(2

9、212 . 1tKRrtiiicLd u且:且:)()()(211tttKRriccLd uu )()()(212tttKRriccLd uu D1i1.2i1+i2D2+viRLucuc+ uu +uu+RLuC+uDiDiDusi1i2us( s)us/2us/2UcuIuI/2uI/2D2D1uL( 0)ULm Usm,決決定定二二極極管管的的通通斷斷由由Lu由由電電路路得得:)2)(L2IsLduuutKgi )(L21ISduutKgiii )2)(L1IsLduuutKgi tUutUusIImIssmcoscos 令令:)coscos)(3cos32cos221(IImssm21

10、tUtUttgiiiLLd tUgtUgILdILd)3cos(31)3cos(31ImIm tUgtUgtUgSLddd)cos(1cos21cos21smIImssm tUgtUgtUgILdILdSLd)cos(1)cos(1)cos(1ImImsm tUgtUgSLdSLd)3cos(31)3cos(31smsm 二極管混頻器是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)雙向混頻的電路。二極管混頻器是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)雙向混頻的電路。輸入回路調(diào)諧于fs ,則選頻電流ii為:tUgtUgiiiIdISLdI cos21)cos(1Imsm21 輸出回路調(diào)諧于fI ,則選出中頻電流iI為:中頻輸出電壓反作用產(chǎn)生的中頻電流tUgtU

11、giiiILdsdS)cos(1cos21Imsm21 本振與中頻輸出電壓反向混頻產(chǎn)生的電流各參數(shù)為:各參數(shù)為:dgg)121(1 dgg 1221210g2ggg該該網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)特特性性電電導(dǎo)導(dǎo):0212ggggAuc202122221221maxggggAUUgUgUAucsssLpctUgtUgisdIdIcos21cos1=ImsmtUgtUgiSdsdS cos1cos21Imsm 整理:整理:ULm 100mVUsm 15mV 混頻器存在各種非線(xiàn)性干擾。 在討論各種混頻器時(shí),常把非線(xiàn)性產(chǎn)物的多少作為衡量混頻器質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。 混頻器存在下列干擾:混頻器存在下列干擾: 外來(lái)信號(hào)與本振的組合

12、頻率干擾(也稱(chēng)干擾哨聲); 外來(lái)干擾與本振的組合頻率干擾(也稱(chēng)副波道干擾); 外來(lái)干擾互相形成的互調(diào)干擾; 外來(lái)干擾與信號(hào)形成的交叉調(diào)制干擾;阻塞 倒易混頻干擾等。 非線(xiàn)性干擾中很重要一類(lèi)是組合頻率干擾和副被道干擾。這類(lèi)干擾是混頻器特有的。一、信號(hào)與本振的組合頻率干擾一、信號(hào)與本振的組合頻率干擾( (干擾哨聲干擾哨聲) )信號(hào)與本振的組合頻率為:SLqfpff 式中:p、q為正整數(shù)或零,它們分別代表本振頻率和信號(hào)頻率的諧波次數(shù)。 進(jìn)入中頻放大器放大,并與正確中頻產(chǎn)生差拍檢波,輸出的音頻信號(hào)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生哨叫聲。時(shí)時(shí),當(dāng)當(dāng)ISLfqfpff pqFfpqpfIS1可能產(chǎn)生干擾哨聲的輸入信號(hào)頻率:

13、FfqfpfISL-FfqfpfISL+- fs FISfpqpf 1SfLfnf二、外來(lái)干擾與本振的組合頻率干擾二、外來(lái)干擾與本振的組合頻率干擾( (副波道干擾副波道干擾) )ILffqp時(shí)時(shí),0, 1時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)例例:ISSLIs2,ffffffffnL 在輸入回路選擇性不好時(shí),外來(lái)強(qiáng)干擾信號(hào)可以通過(guò)輸入回路進(jìn)入混頻器。可能產(chǎn)生的頻率有:nqfpffL 當(dāng)當(dāng) 時(shí),進(jìn)入中頻放大器放大,并與中頻產(chǎn)生差拍檢波,時(shí),進(jìn)入中頻放大器放大,并與中頻產(chǎn)生差拍檢波,輸出的音頻信號(hào)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生哨叫聲輸出的音頻信號(hào)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生哨叫聲FfqfpfInL IffffLnnI 干擾信號(hào)載頻頻率等于中頻頻率,稱(chēng)其為中

14、頻干擾等于中頻頻率三、交叉調(diào)制干擾三、交叉調(diào)制干擾 當(dāng)輸入回路的選擇性不夠好時(shí),一個(gè)調(diào)幅波的強(qiáng)干擾信號(hào)與有用輸入信號(hào)(已調(diào)波或載波)、本振信號(hào)同時(shí)作用于混頻器。若非線(xiàn)性器件的非線(xiàn)性特性有四次方項(xiàng)或四次方以上項(xiàng),則會(huì)有u un n2 2u us s u uL L項(xiàng)。此項(xiàng)的相乘作用可將干擾已調(diào)波 un的調(diào)制信號(hào)電壓轉(zhuǎn)移到有用輸入信號(hào)的載波上,然后再與本振信號(hào)混頻得到中頻電壓,從而形成干擾。 任何頻率的強(qiáng)干擾都可能形成交調(diào)干擾。 減小交調(diào)干擾的措施: 提高輸入回路選擇性; 采用平衡開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)混頻,減小組合頻率分量。 四、互調(diào)干擾四、互調(diào)干擾 有兩個(gè)或多個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)同時(shí)與正常輸入信號(hào)us、本振信號(hào)u

15、L加到混頻器上,若兩個(gè)干擾信號(hào)或多個(gè)干擾信號(hào)的組合頻率等于fs,則它們?cè)倥c本振信號(hào)的頻率fL 進(jìn)行混頻就可以通過(guò)中頻帶通濾波器產(chǎn)生互調(diào)干擾。對(duì)于多個(gè)干擾信號(hào)應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)于多個(gè)干擾信號(hào)應(yīng)滿(mǎn)足 若只有兩個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)行組合頻率,則非線(xiàn)性器件必須有三次方項(xiàng)及三次方以上項(xiàng)才能產(chǎn)生互調(diào)干擾。三個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)行頻率組合,則非線(xiàn)性器件必須有四次方項(xiàng)及四次方以上項(xiàng)四次方項(xiàng)及四次方以上項(xiàng)才能產(chǎn)生互調(diào)干擾。減小互調(diào)干擾的措施: 提高輸入回路的選擇性提高輸入回路的選擇性; 減小三次方項(xiàng)及三次方以上項(xiàng)的組合頻率減小三次方項(xiàng)及三次方以上項(xiàng)的組合頻率,采用平衡混頻等措施采用平衡混頻等措施。已知混頻三極管的正向傳輸特性為:已知混頻三極管的正向傳輸特性為:式中式中 ,混頻器的混頻

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