引言混頻器在通訊工程和無線電技術中，應用非常廣泛，在調製系統中，輸入的基帶訊號都要經過頻率的轉換變成高頻已調訊號。在解調過程中，接收的已調高頻訊號也要經過頻率的轉換，變成對應的中頻訊號。特別是在超外差式接收機中，混頻器應用較為廣泛，如am 廣播接收機將已調幅訊號535khz-一1605khz要變成為465khz中頻訊號，電視接收機將已調48．5m一870m 的圖象訊號要變成38mhz的中頻圖象訊號。
常用的振幅檢波電路有包絡檢波和同步檢波兩類。輸出電壓直接反映調幅包絡變化規律的檢波電路,稱為包絡檢波電路,它適用於普通調幅波的檢波。通常根據訊號大小的不同,將檢波器分為小訊號平方律檢波和大訊號峰值包絡檢波兩訊號檢波。
目前, 在應用較廣泛的電路**軟體中, pspice是應用較多的一種。psp ice 能夠把**與電路原理圖的設計緊密得結合在一起。廣泛應用於各種電路分析,可以滿足電路動態**的要求。
其元件模型的特性與實際元件的特性十分相似 ,因而它的**波形與實驗電路的測試結果相近,對電路設計有重要的指導意義。
由此可見，混頻電路是應用電子技術和無線電專業必須掌握的關鍵電路。
目錄引言 2
一．概述 3
二. 方案分析 4
三．單元電路的工作原理 6
1．lc正弦波振盪器 6
2．模擬乘法器電路 8
3．諧振電路 9
4．包絡檢波 12
四．電路效能指標的測試 14
五．課程設計體會 15
參考文獻 17
1.1 混頻器和振盪器的定義
混頻器是頻譜線性搬移電路，能夠將輸入的兩路訊號進行混頻。具體原理框圖如圖1所示。
振盪器輸出一頻率為=10mhz、幅值0.2v＜＜1v的正弦波訊號，此訊號作為混頻器的第一路輸入訊號；高頻訊號源輸出一正弦波訊號，=10mhz、幅值=200mv，此訊號作為混頻器的第二路訊號，將這兩路訊號作為模擬乘法器的輸入進行混頻。選頻放大電路則對混頻後的訊號進行選頻、放大，最終輸出2mhz的正弦波訊號。
圖1 混頻器原理框圖
1.2調幅波的解調
調幅波的解調即是從調幅訊號中取出調製訊號的過程，通常稱為檢波。調幅波解調方法有二極體包絡檢波器、同步檢波器。不論哪種振幅調製訊號，都可採用相乘器和低通濾波器組成的同步檢波電路進行解調。
但是，對於普通調幅訊號來說，它的載波分量被抑制掉，可以直接利用非線性器件實現相乘作用，得到所需的解調電壓，而不必另加同步訊號，通常將這種振幅檢波器稱為包絡檢波器。目前應用最廣的是二極體包絡檢波器，而在積體電路中，主要採用三極體射極包絡檢波器。同步檢波，又稱相干檢波，主要用來解調雙邊帶和單邊帶調製訊號，它有兩種實現電路。
一種由相乘器和低通濾波器組成，另一種直接採用二極體包絡檢波。
調幅波訊號是二極體檢波電路的輸入，由於二極體只允許單向導電，所以，如果使用的是矽管，則只有電壓高於0.7v的部分可以通過二極體。同時，由於二極體的輸出端連線了乙個電容，這個電容與電阻配合對二極體輸出中的高頻訊號對地短路，使得輸出訊號基本上就是am訊號包絡線。
電容和電阻構成的這種電路功能叫做濾波。
對於混頻電路的分析，重點應掌握，一是混頻電路的基本組成模型及主要技術特點，二是混頻電路的基本原理及混頻跨導的計算方法，三是應用電路分析。
混頻電路的基本組成模型及主要技術特點：
混頻，工程上也稱變頻，是將訊號的頻率由乙個數值變成另乙個數值的過程，實質上也是頻譜線性搬移過程，完成這種功能的電路就稱為混頻電路或變頻電路。
混頻電路的組成模型及頻譜分析
圖a是混頻電路的組成模型，可以看出是由三部分基本單元電路組成。分別是相乘電路、本級振盪電路和帶通濾波器(也稱選頻網路)。當為接收機混頻電路時，其中us(t)是已調高頻訊號。
ul(t)是等幅的余弦型訊號，而輸出則是ui(t)為中頻訊號。
混頻電路的基本原理：
圖2中，us(t)為輸入訊號，uc(t)為本振訊號。ui(t)輸出訊號。
分析：當， 則= =
其中：對上式進行三角函式的變換則有
：從上式可推出，up(t)含有兩個頻率分量和為(ψc+ψs)，差為(ψc-ψs)。若選頻網路是理想上邊帶濾波器則輸出為．
若選頻網路是理想下邊帶濾波器則輸出：．
工程上對於超外差式接收機而言，如廣播電視接收機則有ψc >>ψs．往往混頻器的選頻網路為下邊帶濾波是混頻器，則輸出為差頻訊號，為接收機的中頻訊號。衡量混頻工作效能重要指標跨導。規定混頻跨導的計算公式：
混頻跨導g：輸出中頻電流幅度偷入訊號電壓幅度。
該電路由lc正弦波振盪器﹑高頻訊號源﹑模擬乘法器以及選頻放大電路組成。，然後通過選頻放大器選出有用的頻率分量，即頻率2mhz的訊號，對其進行放大輸出，最終輸出2mhz的正弦波訊號。混頻器電路如圖3所示。
圖3 混頻器電路圖
本次設計採用lc電容三點式反饋電路，也叫考畢茲振盪電路。利用電容將諧振迴路的一部分電壓反饋到基極上，而且也是將lc諧振迴路的三個端點分別與電晶體三個電極相連，所以這種電路叫電容三點式振盪器。
三點式lc振盪器的相位平衡條件是，在lc諧振迴路，，與﹑性質相反，當﹑為電容，就是電感；當﹑為電感，就是電容。
在lc三點式振盪器電路中,如果要產生正弦波，必須滿足振幅平衡條件：即滿足。
由相位平衡條件和振幅平衡條件可得：
選取，故選用2n2222a三極體。2n2222a是npn型三極體，屬於低雜訊放大三極體。本電路的三極體採用分壓偏置電路，為了使三極體處於放大狀態，必須滿足：電流
電壓由此可以確定r1=5.1k，r3=2.2k，r4=2k。
正弦波的輸出訊號頻率=71mhz，電路連線如圖4所示
圖4 lc正弦波振盪器
r1﹑r2﹑r4組成支流偏置電路，r5是集電極負載電阻，l2﹑ct﹑c﹑c4構成併聯迴路，其中r6用來改變迴路的q值，c1﹑c3為耦合電容，l1﹑c6﹑c5構成了乙個去耦電路，用來消除電路之間的相互影響。
根據設計要求，正弦波振盪器輸出頻率為10mhz，故由此可以大概確定l2﹑c4﹑ct的數值，再通過**進行除錯最終確定其引數。電路的諧振頻率為
，靜態工作點為，基本符合設求。
用模擬乘法器實現混頻，就是在端和端分別加上兩個不同頻率的訊號，相差一中頻，再經過帶通濾波器取出中頻訊號，其原理方框圖如圖6所示：
圖6 混頻原理框圖
若則經帶通濾波器後，取差頻
為所需要的中頻頻率。
圖7 混頻器原理圖
通常討論的併聯諧振電路如圖１所示 。 圖１（ａ）所示ｒ、ｌ、ｃ併聯電路諧振時具有下述特性 ：
（１）電路的阻抗最大 ，電流最小 。
（２）電感元件的電流與電容元件的電流，大小相等，相位相反，相互抵消，電路總電流等於電阻元件的電流 。
（３）電感元件吸收的感性無功功率等於電容元件吸收的容性無功功率 ，兩者相互補償，電路的總無功功率等於零。
以上關於圖１（ａ）所示 ｒ、l、ｃ併聯諧振電路特性的描述是正確的，毫無疑義的。
圖 １（ｂ）所示電路諧振時是否也具有上述特
性 ？一些人認為（一些教材中這樣敘述 ）圖１（ｂ）所示電路諧振時具有和圖１（ａ）所示電路完全相同的特性。筆者認為，圖 １（ｂ）所示電路諧振時具有上述特性 （３），這是毫無疑義的特性 （２）稍作修改也是成立的，即改為 ：
諧振時電感元件所在支路的無功分量電流與電容元件的電流，大小相等，相位相反，相互抵消，電路總電流等於電感元件所在支路的有功分量電流。至於是否具有特性 （１），即諧振時電路阻抗是否最大，電流是否最小 ，這一問題是需要深入討論的。下面我們對調節電容ｃ、電感l和電源
角頻率∞三種情況分別進行分析。
１． 調節電容ｃ
圖１（ｂ）所示電路的輸入復導納（可簡稱為電路的導納）為
由諧振的定義可知，諧振條件為
由上式可求得諧振時的電容為
調節電容使電路達到諧振時電路的導納為
在電阻ｒ、電感ｌ和電源角頻率保持不變的情況下 ，電路的導納隨電容ｃ變化而變化為判斷諧振時電路的導納y0是否為最小值 ，我們先求出導納模|ｙ0|的最小值。
因為 所以
令 ，即
解上述方程，求得函式|y|=f(c)的駐點，即
圖2 諧振電路
輸出時域圖：
輸出頻域圖：
另一種**圖
頻域圖：
4.包絡檢波
1．1 包絡檢波原理
從高頻調幅波中取出調製訊號,可以直接利用非線性器件實現相乘作用,得到所需的解調電壓。目前 ,幾乎所有的 am 接收機都採用二極體包絡檢波電路,經典的電路形式如圖 1 所示。這是乙個串聯型包絡檢波器的電路,它是乙個二極體和 rc 低通濾波器串聯而成 。
其工作原理 : 當載波正半周時 ,二極體導通 ,給電容器充電 ,由於充電時間常數小 ,很快充電到輸入訊號的峰值 。當輸入訊號下降時 ,電容器上的電壓大於輸入訊號電壓 ,二極體反向截至 。
電容器通過電阻 r 進行緩慢放電 ,當下乙個正半周到達時 ,從輸入訊號電壓大於電容器上的電壓時 ,開始二極體重新導通再一次對電容充電 ,直到新週期的峰值為正 。
1.2 電路選擇
設計的任務要求特別是在包絡下降時:
a) 輸出訊號緊跟輸入訊號的包絡變化 ,檢波時延較小 ;
b) 檢波後的波形紋波足夠小 , ,不能有過大紋波 ;擇的重要一點是在包絡下降過程中 ,不能出現如圖 (b) 所示的過大波動 ,這一特性對高低溫狀況下惡化留有一定的餘量 ,選擇如圖 (a) 的 opt 最優曲線 。
圖a經典二極體放大檢波電路
圖b經典二極體放大檢波改進電路
在pspice**環境下的**圖：
**結果：
根據設計方案，應用計算機pspice軟體進行了模擬**。觀察lc正弦波振盪器的輸出，輸出波形如圖9所示。
通訊原理課程設計報告
目錄第一章概述 4 第二章 systemview動態系統 軟體簡介 5 2.1 systemview系統特點 5 2.2 systemview 步驟 5 第三章課程設計內容 6 3.1 設計要求 6 3.2 2dpsk系統組成及原理簡介 7 3.3誤位元率簡介 9 第四章 模型的建立及結果分析 10...
《通訊原理》課程設計報告
報告 二 二 學年第學期學號姓名 班級電子工程系 設計任務書 設計題目 16qam調製與解調系統的設計 設計目的 通過此綜合設計，加深基本理論知識的理解，加強理論聯絡實際，增強動手能力，提高通訊系統 的設計技能。設計內容 1.設計任務 利用所學通訊知識，設計乙個16qam調製與解調系統，並用syst...
通訊原理》課程設計報告
報告題目16qam調製與解調系統的設計 二 一四 二 一五學年第二學期 學號 12160110 姓名王晶晶 班級通訊q1241 指導老師田浩 資訊工程學院 一.設計指標要求 2 1.1設計任務 2 1.2設計要求 2 二.設計原理 2 2.1 16qam調製解調原理及其框圖說明 2 三.system...