搜索
通信电子线路课程设计说明书三极管混频器系、部：电气与信息工程系学生姓名：肖文广指导教师：贾雅琼职称讲师专业：电子信息工程班级：电子0902班完成时间：2011年12月11日2摘要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电专业必须掌握的关键电路。人们一直都在寻求快速远距离通信的手段。但是，直到十八世纪中叶才有了现代意义上的快速远距离通讯手段，这归功于无线电的发明。一个多世纪以来，通信的方式和内容不断更新发展，从最初的莫尔斯电码到现在的卫星通讯，现代通讯技术正成为人们日常生活中越来越重要的角色。作为无线传输体系中不可缺少的重要环节，混频技术，如晶体管混频，二极管混频以及场场效应管混频等，被广泛应用于各种通讯设备中，实现信号频谱的搬移。混频的用途是广泛的，它一般用在接收机的前端。除了在各类超外差接收机中应用外在频率合成器中为了产生各波道的载波振荡，也需要用混频器来进行频率变换及组合在多电路微波通信中，微波中继站的接收机把微波频率变换为中频，在中频上进行放大，取得足够的增益后，在利用混频器把次中频变换为微波频率，转发至下一站此外，在测量仪器中如外差频率计，微伏计等也都采用混频器。因此，做有关混频电路的课题设计很能检验对高频电子线路的掌握程度；通过混频器设计，可以巩固已学的高频理论知识。此外为辅助电路，此次的课程设计还应用了LC谐振回路以及RC二阶有源滤波器，以实现对干扰信号的有效抑制。关键词：混频器；超外差接收机；有源滤波器3ABSTRACTThemixerincommunicationengineeringandradiotechnology,arewidelyusedinthemodulationsystem,theinputofbasebandsignalarethroughfrequencyconversionbecomealreadytuningfrequencysignal.Intheprocess,receivingdemodulationalreadytuningfrequencysignalalsoshouldpassfrequencyconversion,becomethecorrespondingmid-frequencysignal.Especiallyinspecializedsuperheterodynereceiversoftype,mixersaremorewidelyapplication,suchaskfi-amradioreceiverwillbealreadyamplitudemodulatedsignal535KHZ-a1605KHZtobecome465KHZmid-frequencysignal,fortelevisionreceiverwillhavea870M4.85Mtoneofimagesignaltobecome38MHZofintermediatefrequencyimagesignal.peoplearealwayslookingforfastwaytocommunicateoverdistance,totransferortoexchangeinformation.Modernlongdistancecommunicationtechnologywasinventedinmidof18thcenturythankstotheinventionofradiotechnology.Sincethen,thistechnologywaswelldevelopedandmanynewmethodscameout.FromMorsecodetosatellite,moderncommunicationisplayingmoreandmoreimportantrole.Asakeypartofradiotechnology–mixing,e.g.transistormixer,diodemixerandFETmixer,etc.arebroadlyusedindifferentsystem，toshiftfrequency.Thefigurehereafterillustratedthebasiccomponentsofacommunicationsystem.Therearekindsofcommunicationtechnology;theyarenotgoingtobeintroducedhereonebyone.HowevermostofthetransmittersandreceiversaremadebyRFsystem.Thetopicofthisdocumentistodesignandsimulateakeyunitcircuitofwirelesscommunicationsystem---mixer.Mixingtechnologyisveryuseful;normallytheyareappliedbythefrontendofreceiver.Theyareusedbysuperheterodynereceiver,frequencysynthesizer,microwaverepeaterandinstruments.Therefore,thiskindofdesignpracticecangreatlyhelptounderstandRFknowledgewell.Furthermore,asauxiliarycircuit,LCnetworkandRCactivefilterareappliedtothisdesign,toeffectivelyeliminateinterference.KEYWORDSmixers；specializedsuperheterodynereceivers；sctivefilter4目录摘要......................................................................2第一章系统分析........................................................51.1设计课题任务.......................................................51.2课题基本原理........................................................51.3混频电路的分类.....................................................51.4混频电路的实际应用.................................................7第二章软件介绍.......................................................82.1工具的选择——Multisim10简介...................................82.2Multisim10的特点..............................................8第三章主要部分电路图及其原理分析.....................................93.1本地振荡电路......................................................93.1.1振荡器起振条件.................................................93.1.2电路参数选择及其性能分析.....................................103.2变频电路...........................................................133.2.1三极管混频器选择方案..........................................133.2.2电路参数选择及其性能分析......................................153.3设计课题的整体调试与仿真结果....................................17第四章结论.........................................................19致谢.....................................................................20参考文献.................................................................215第一章系统分析1.1设计课题任务三极管混频器设计一个三极管混频器。要求中心频率为10MHz,本振频率为16.455MHz。1.2基本原理混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的外来信号同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。它的功能是将已调波好的载波频率变化换成固定的中频载频率。而保持其调制规律不变，也就是说它是一个线性频率谱搬电路，对于调幅波、调频波或调相波通过变频电路后仍然是调幅波，调频波或调相波。只是其载波频率变化了，其调制规律是不变的。图1.1混频电路原理框图非线性器件带通滤波器本地振荡器输入输出6以下是调幅波频率形图和混频前后的频谱原理图：图1.2调幅波变频波形图调幅波的混频示意图中，混频器上加了俩个信号－载频为1.7~6MHZ的调幅波Vs（输入信号）和频率为2..165~16.465MHZ的等幅波Vo(本振信号)，经过变频后，输出为465KHz的中频调波Vi。输出的中频调幅波与输入的高频调幅波调幅规律完全相同，即载没振幅的包络形状完全相同，唯一差别就是频率不同。下面我们来研究变频是频谱的变化，从示意图我们可以看出经过混频，高频已调波变成中频已调波，只是把已调波的频谱从高频率位置到了中频率位置，输入信号中每个频率分量的位置及相对大小、相互间距不发生变化，当应注意高频率已调波的上、下边频搬到中频位置后，分别成了下、上边频。图1.3变频前后的频谱图71.3混频电路的分类混频电路是基于某些器件的非线性远离工作的，其核心部件就是非线性元件。根据所用器件不同，混频器主要有：1）晶体管混频器；2）二极管混频器；3）场效应管混频器；4）差分对混频器。根据电路结构分有：1）单管混频器；2）平衡混频器；3）环形混频器。1.4混频电路的实际应用超处差式接收机的主要特点是，把被接收的已调波信号的载波的频率ωc先变为频率较低的（或较高的）但是固定不变的中间频率ωi（称为中频），而其振幅的变化规律保持不变，即是由低频调制信号Ω来决定，然后利用中频放大器加以放大送至检波器进行检波。解调出与调制信号UΩ(t)线性关系的输出电压。随后通过