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02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1复习复习-振幅解调电路振幅解调电路n二极管包络检波器二极管包络检波器n同步检波电路同步检波电路二极管包络检波器二极管包络检波器惰性失真惰性失真输入电阻输入电阻负峰切割失真负峰切割失真公式与电路有关公式与电路有关低通滤波低通滤波02 七月七月 20242NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路3同步检波电路同步检波电路n乘积型同步检波电路乘积型同步检波电路n已调信号与同步信号相乘已调信号与同步信号相乘n相乘器相乘器+低通滤波器低通滤波器n叠加型同步检波电路叠加型同步检波电路n已调信号与同步信号相加已调信号与同步信号相加n“相加器相加器”+包络检波器包络检波器02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路4混频电路混频电路非线性电子线路非线性电子线路11混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路51 性能指标性能指标2 混频失真混频失真3 小结小结习题习题11习题答案习题答案1102 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路61 性能指标性能指标n1.1 混频混频增益与损耗增益与损耗n1.2 噪声系数噪声系数n1.3 1dB压缩电平压缩电平n1.4 混频混频失真失真n1.5 隔离度隔离度分贝（分贝（dB）02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路7电压及其比值与功率及其比值的分贝数电压及其比值与功率及其比值的分贝数电压的单位为电压的单位为V，功率的单位为，功率的单位为WdB：小写：小写d，大写，大写B毫分贝（毫分贝（dBm）02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路8电压及其比值与功率及其比值的毫分贝电压及其比值与功率及其比值的毫分贝电压的单位为电压的单位为mV，功率的单位为，功率的单位为mW电压（功率）比值单位仍是电压（功率）比值单位仍是dB，因为比值与单位无关，因为比值与单位无关02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路91.1 混频混频增益与损耗增益与损耗混混频增益增益A；c；20；V；dBVs输入调幅电压有效值输入调幅电压有效值PS输入输入调幅调幅信号平均功率信号平均功率s、S表示输入已调表示输入已调信号信号电压用电压用s，功率用，功率用SVi输出中频电压有效值输出中频电压有效值PI输出输出中频中频信号平均功率信号平均功率i、I表示输出中频表示输出中频信号信号电压用电压用i，功率用，功率用Ii、I不表示输入不表示输入混混频增益增益G；c；10；P；dB02 七月七月 202410NEC11-混频电路混频电路混混频损耗耗L；c；10；P；dB02 七月七月 202411NEC11-混频电路混频电路Vs输入调幅电压有效值输入调幅电压有效值PS输入输入调幅调幅信号平均功率信号平均功率s、S表示输入已调表示输入已调信号信号电压用电压用s，功率用，功率用SVi输出中频电压有效值输出中频电压有效值PI输出输出中频中频信号平均功率信号平均功率i、I表示输出中频表示输出中频信号信号电压用电压用i，功率用，功率用Ii、I不表示输入不表示输入02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路121.2 噪声系数噪声系数nNoise Factor噪声系数噪声系数输输入入与输与输出出信噪比的比值，信噪比的比值，与通常次序相反与通常次序相反输输出出信号噪声功率比越大，信号噪声功率比越大，NF越小，混频器性能越好越小，混频器性能越好PS/PNS输入信号噪声功率比输入信号噪声功率比PI/PNI输出信号噪声功率输出信号噪声功率比比I不表示输入不表示输入02 七月七月 202413NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路141.3 1dB压缩电平压缩电平n1dB Compression Level输入信号功率较小时输入信号功率较小时，“混频混频增增益为定值益为定值”（实际上只有实际上只有中频功中频功率线过原点，混频增益才为定值）率线过原点，混频增益才为定值），中频功率随输入信号功率线性，中频功率随输入信号功率线性增大增大随着输入信号功率增大，由于非随着输入信号功率增大，由于非线性，中频功率增大减慢线性，中频功率增大减慢中频功率比线性增长低中频功率比线性增长低1dB时，时，中频功率的电平称为中频功率的电平称为1dB压缩电压缩电平平，用，用PI1dB表示表示此处此处“电平电平”指指“功率功率”02 七月七月 202415NEC11-混频电路混频电路不是不是1dB压缩电平压缩电平比比1dB压缩电平低压缩电平低1dB坐标坐标单位是单位是dBmP(dB)=10lgP(W)P(dBm)=10lgP(mW)02 七月七月 202416NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路17混频器混频器输入功率范围输入功率范围n混频器混频器输入功率上限输入功率上限nPI1dB所对应的输入信号功率所对应的输入信号功率n三三阶互调失真阶互调失真所允许的所允许的输入输入干扰干扰信号功率信号功率n混频器混频器输入功率下限输入功率下限nNF所确定的最小输入信号功率所确定的最小输入信号功率02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路181.4 混频混频失真失真n混频器输入端混频器输入端n有用输入信号、本振信号、有用输入信号、本振信号、干扰信号干扰信号n混频器输出端混频器输出端n有用中频分量有用中频分量n接近中频的接近中频的寄生分量寄生分量，中频滤波器无法滤除中频滤波器无法滤除n其他组合频率成分其他组合频率成分n混频失真混频失真n混频器输出端寄生分量叠加在有用中频信号上，所混频器输出端寄生分量叠加在有用中频信号上，所引起的失真引起的失真02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路191.5 隔离度隔离度n隔离度隔离度：一个端口的功率一个端口的功率与其与其窜通窜通到到另另一个端口的功率一个端口的功率之比，一般用分贝表示之比，一般用分贝表示n窜通到另一个端口的功率越小，隔离度窜通到另一个端口的功率越小，隔离度越大，混频器性能越好越大，混频器性能越好n本振端口功率本振端口功率向向输入信号端口输入信号端口的窜通危的窜通危害最大害最大02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路202 混频失真混频失真n2.1 干扰哨声和寄生通道干扰干扰哨声和寄生通道干扰n2.2 交调失真和互调失真交调失真和互调失真n2.3 包络失真与强信号阻塞包络失真与强信号阻塞n2.4 倒易混频倒易混频n2.5 小结小结02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路21混频混频失真定义失真定义n由于混频器件特性的非线性，混频器输由于混频器件特性的非线性，混频器输出端除了产生有用中频信号之外，还产出端除了产生有用中频信号之外，还产生各种生各种接近于中频接近于中频的、中频滤波器的、中频滤波器无法无法滤除滤除的的干扰和干扰和失真（寄生分量）失真（寄生分量）n参见性能指标部分的定义参见性能指标部分的定义02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路22混频混频失真分类失真分类n干扰哨声干扰哨声n寄生通道干扰寄生通道干扰n交叉调制失真交叉调制失真n互相调制失真互相调制失真n包络失真与强信号阻塞包络失真与强信号阻塞n倒易混频倒易混频干扰哨声干扰哨声包络失真包络失真/强信号阻塞强信号阻塞寄生通道干扰寄生通道干扰交调失真交调失真互调失真互调失真倒易混频倒易混频02 七月七月 202423NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路242.1 干扰哨声和寄生通道干扰干扰哨声和寄生通道干扰n2.1.1 干扰哨声干扰哨声n2.1.2 寄生通道干扰寄生通道干扰n2.1.3 干扰哨声和寄生通道干扰哨声和寄生通道干扰消除干扰消除02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路252.1.1 干扰哨声干扰哨声n又又称组合称组合波道干扰波道干扰n有用输入信号有用输入信号+本振（本振（fc+fL）02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路26（1）干扰哨声公式）干扰哨声公式混频器产生的频率组合分量混频器产生的频率组合分量只有只有p=1，q=1的组合是有用的的组合是有用的在以后的讨论和习题中，都假设在以后的讨论和习题中，都假设p和和q分别是分别是fL和和fc的系数的系数02 七月七月 202427NEC11-混频电路混频电路如果如果fp,q十分接近中频，将是有害的十分接近中频，将是有害的fI：中频频率；：中频频率；F：可听到的音频：可听到的音频满足上式的满足上式的fp,q，除，除p=1，q=1时变换时变换为中频外为中频外，其余变换，其余变换为接为接近中频的寄生信号，都可以通过中频滤波器近中频的寄生信号，都可以通过中频滤波器经检波（满足上式的经检波（满足上式的fp,q与与fI差拍检波差拍检波；“乘积型同步检波或乘积型同步检波或包络检波，载频为包络检波，载频为fI”）后，）后，前者是有用信号，后者是频率前者是有用信号，后者是频率为为F 的的差拍信号差拍信号所形成所形成哨叫声哨叫声，称为，称为干扰哨声干扰哨声02 七月七月 202428NEC11-混频电路混频电路干扰哨声由干扰哨声由fc产生，转动产生，转动接收机调谐接收机调谐旋钮选中不同的旋钮选中不同的fc时时，干，干扰哨声的频率会随之变化，是区分于其他失真的扰哨声的频率会随之变化，是区分于其他失真的标志标志干扰哨声总是伴随着收听的干扰哨声总是伴随着收听的fc的，收听的，收听不同的不同的fc时会有不同的时会有不同的干扰哨声干扰哨声；但是，收听；但是，收听fc1时，时，fc2产生的干扰是寄生通道干扰；产生的干扰是寄生通道干扰；这是干扰哨声与这是干扰哨声与由其他由其他fc引起的寄生通道干扰的区别引起的寄生通道干扰的区别02 七月七月 202429NEC11-混频电路混频电路在以后的讨论和习题中，都假设有上述条件成立在以后的讨论和习题中，都假设有上述条件成立02 七月七月 202430NEC11-混频电路混频电路二二和三式是可能成立的，一和四式是无效的（和三式是可能成立的，一和四式是无效的（+pfL+qfcfI（fI=fL-fc，不考虑和频），不考虑和频），-pfL-qfc是无是无意义负意义负频率）频率）二二和三式合并，得到产生干扰哨声的输入有用信号频率和三式合并，得到产生干扰哨声的输入有用信号频率fc02 七月七月 202431NEC11-混频电路混频电路公式中消去公式中消去fL，证明过程见后，证明过程见后如果如果p和和q取不同的正整数，产生干扰哨声的输入有用信号频取不同的正整数，产生干扰哨声的输入有用信号频率有无限多个，且率有无限多个，且接近于接近于fI的的整数或分数倍整数或分数倍熟练掌握熟练掌握02 七月七月 202432NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路33应用应用n公式掌握公式掌握方法方法n推导公式推导公式n原始公式原始公式n死记硬背死记硬背02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路34干扰哨声干扰哨声公式证明公式证明n两种证明方法两种证明方法02 七月七月 202436NEC11-混频电路混频电路原始公式原始公式02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路37直接使用原始公式直接使用原始公式免去公式推导或公式记忆免去公式推导或公式记忆02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路38（2）最）最强干扰强干扰哨声哨声组合频率分量电流的振幅随着组合频率分量电流的振幅随着(p+q)的增加而迅速的增加而迅速减小减小对应对应p和和q较小较小的输入的输入有用信号才能产生有用信号才能产生明显干扰哨声明显干扰哨声对应对应p和和q较大的输入有用信号产生的干扰哨声较大的输入有用信号产生的干扰哨声可忽略可忽略02 七月七月 202439NEC11-混频电路混频电路p=0，q=1时干扰哨声最时干扰哨声最强强p=0，q=0时是不允许的（分母为零）时是不允许的（分母为零）p=1，q=0时是不可能的（时是不可能的（fc0;fc-2fI）02 七月七月 202440NEC11-混频电路混频电路接收机的接收频段是有限的，只有在接收频段内的有用信接收机的接收频段是有限的，只有在接收频段内的有用信号才产生干扰哨声号才产生干扰哨声只要只要将产生将产生最强干扰哨声最强干扰哨声的信号频率的信号频率移到接收频段之外移到接收频段之外，就可以大大地减小干扰哨声的就可以大大地减小干扰哨声的影响影响接收机的中频接收机的中频fI应位于接收频段之外应位于接收频段之外02 七月七月 202441NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路42中波广播中波广播接收机中频接收机中频配置配置n接收频段为接收频段为(5351605)kHznfI=465kHzn中频位于接收频段之外中频位于接收频段之外2.1.2 寄生通道干扰寄生通道干扰n又称又称组合组合副副波道干扰，波道干扰，寄生寄生副副波道干扰波道干扰n干扰干扰+本振（本振（fM+fL）n“将干扰哨声中将干扰哨声中fc换为换为fM”n“fM较强也会产生哨叫声较强也会产生哨叫声”02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路43fM的含的含义n干干扰信号的信号的频率率n其它其它电台的台的载波波频率率n收听收听载波波频率率为fc1的的电台台时，其它，其它电台的台的载波波频率率fc2将被将被视为干干扰信号信号频率率fMn这一点在求解寄生通道干一点在求解寄生通道干扰的的题目目时很重要很重要02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路4402 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路45（1）寄生通道干扰公式）寄生通道干扰公式混频器输入端频率为混频器输入端频率为fM的干扰信号所产生的组合频率分量的干扰信号所产生的组合频率分量在以后的讨论和习题中，都假设在以后的讨论和习题中，都假设p和和q分别是分别是fL和和fM的系数的系数02 七月七月 202446NEC11-混频电路混频电路满足上述条件的组合频率是有害的，将顺利地通过中频放满足上述条件的组合频率是有害的，将顺利地通过中频放大器，使接收者听到该干扰信号的噪声大器，使接收者听到该干扰信号的噪声称为称为寄生通道干扰寄生通道干扰02 七月七月 202447NEC11-混频电路混频电路在以后的讨论和习题中，都假设有上述条件成立在以后的讨论和习题中，都假设有上述条件成立02 七月七月 202448NEC11-混频电路混频电路只有二、三两种只有二、三两种组合是成立的组合是成立的把两种组合合并，产生寄生通道干扰的把两种组合合并，产生寄生通道干扰的干扰信号频率干扰信号频率02 七月七月 202449NEC11-混频电路混频电路寄生通道干扰寄生通道干扰公式公式熟练熟练掌握掌握02 七月七月 202450NEC11-混频电路混频电路fM对称地分布在对称地分布在p/qfL的左右，间隔为的左右，间隔为1/qfI02 七月七月 202451NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路52p=q的情形的情形fM对称地分布在对称地分布在fL的左右，间隔为的左右，间隔为1/qfIp=q=1：镜像频率干扰：镜像频率干扰p=q=1p=q=1p=q=2p=q=2p=q=1：载波：载波p=q=3p=q=3p=q=4p=q=402 七月七月 202453NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路54应用应用n公式掌握公式掌握方法方法n推导公式推导公式n原始公式原始公式n死记硬背死记硬背02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路55寄生通道干扰寄生通道干扰公式证明公式证明n两种证明方法两种证明方法02 七月七月 202456NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 202457NEC11-混频电路混频电路原始公式原始公式02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路58直接使用原始公式直接使用原始公式免去公式推导或公式记忆免去公式推导或公式记忆02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路59（2）最）最强寄生强寄生通道干扰通道干扰只有对应只有对应p和和q为较小值的干扰信号才会形成较强的寄生通为较小值的干扰信号才会形成较强的寄生通道干扰，对于道干扰，对于p和和q为较大值的干扰信号可以忽略为较大值的干扰信号可以忽略02 七月七月 202460NEC11-混频电路混频电路p=0，q=1p=0/1，q=0时是不允许的（分母为零）时是不允许的（分母为零）中频干扰，中频干扰，Intermediate Frequency最强干扰哨声也是中频最强干扰哨声也是中频02 七月七月 202461NEC11-混频电路混频电路p=1，q=1（p=q的特例）的特例）镜像频率干扰镜像频率干扰（Image Frequency）具有与有用信号相同的具有与有用信号相同的p、q值（值（p=q=1）和变换能力）和变换能力02 七月七月 202462NEC11-混频电路混频电路把把fL想象为一面镜子，想象为一面镜子，fK就是就是fc的镜像的镜像fK与与fc的频率间隔是中频的两倍的频率间隔是中频的两倍02 七月七月 202463NEC11-混频电路混频电路2fI02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路64（3）变形公式）变形公式fM一定时，接收机在哪些一定时，接收机在哪些fc上可以听到干扰信号上可以听到干扰信号fMfM一定时，干扰信号一定时，干扰信号fM可以在哪些可以在哪些fc上产生寄生通道干扰上产生寄生通道干扰02 七月七月 202465NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路66应用应用n公式掌握公式掌握方法方法n根据寄生通道根据寄生通道干扰公式干扰公式直接推出来直接推出来02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路672.1.3 干扰哨声和寄生通道干扰哨声和寄生通道干扰消除干扰消除02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路68（1）干扰哨声消除干扰哨声消除n接近于中频的干扰哨声最大，把中频移接近于中频的干扰哨声最大，把中频移到接收频段之外到接收频段之外02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路69（2）寄生通道）寄生通道干扰消除干扰消除n中频干扰中频干扰n中频应选在接收频段之外中频应选在接收频段之外n镜像频率干扰镜像频率干扰n干扰信号与有用信号的频率间隔是中频的两干扰信号与有用信号的频率间隔是中频的两倍（倍（fK=fM=fL+fI=fc+2fI）n选用较大的中频选用较大的中频fI，加大干扰信号与有用信，加大干扰信号与有用信号的频率间隔，在混频号的频率间隔，在混频前前将其消除将其消除n高中频方案高中频方案n二次二次混频混频02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路70接收机中频接收机中频方案方案n高中频方案高中频方案n中频选在中频选在高于高于接收频段的范围接收频段的范围n因为中频高，镜像频率干扰信号与有用信号因为中频高，镜像频率干扰信号与有用信号的频率间隔是中频的两倍，易于滤除的频率间隔是中频的两倍，易于滤除n低中频方案低中频方案n中频选在中频选在低于低于接收频段的范围接收频段的范围n因为中频低，中频放大器容易实现高增益和因为中频低，中频放大器容易实现高增益和高选择性高选择性02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路71短波短波接收机高接收机高中频方案中频方案n接收频段为：接收频段为：230MHzn中频为：中频为：70MHzn高中频方案高中频方案n中频很高，镜像频率干扰的频率远高于中频很高，镜像频率干扰的频率远高于有用信号频率，混频有用信号频率，混频前前的滤波电路很容的滤波电路很容易将其滤除易将其滤除02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路72二次混频二次混频n低中频方案低中频方案02 七月七月 202473NEC11-混频电路混频电路第一中频很高，第一中频很高，240MHz，有效消除镜像，有效消除镜像干扰干扰第二中频较低，第二中频较低，10.7MHz其中标注的频率是近代数字移动通信接收机广泛采用的其中标注的频率是近代数字移动通信接收机广泛采用的频率频率（“第一二中频均低于接收频段，是低中频方案第一二中频均低于接收频段，是低中频方案”）讨论讨论02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路74干扰哨声干扰哨声寄生通道干扰寄生通道干扰二者的区别是：等式左端的二者的区别是：等式左端的fc fM；等式右端的；等式右端的 F干扰哨声中，干扰哨声中，fc是当前调谐的载波频率是当前调谐的载波频率寄生通道干扰中，寄生通道干扰中，fM也可能是一个载波频率，但不是当前调也可能是一个载波频率，但不是当前调谐的载波频率谐的载波频率干扰哨声干扰哨声寄生通道干扰寄生通道干扰如果干扰比较强，通过差拍检波会产生哨叫声如果干扰比较强，通过差拍检波会产生哨叫声不属于干扰哨声，因为是由干扰产生的不属于干扰哨声，因为是由干扰产生的应属于寄生通道干扰，因为是由干扰产生的应属于寄生通道干扰，因为是由干扰产生的寄生通道干扰寄生通道干扰应属于寄生通道干扰，因为是由干扰产生的应属于寄生通道干扰，因为是由干扰产生的上式上式差拍检波的输出为差拍检波的输出为0；当然由于干扰产生的中频与有；当然由于干扰产生的中频与有用信号产生的中频不一定同步，所以产生失真用信号产生的中频不一定同步，所以产生失真下式下式差拍检波的输出为频率为差拍检波的输出为频率为F的信号的信号上式中，如果上式中，如果fM为其他电台的载波频率，为其他电台的载波频率，fM附近有上下边附近有上下边频，通过差拍检波，可以听到其他电台的调制信号，所以频，通过差拍检波，可以听到其他电台的调制信号，所以下式应该是寄生通道干扰的下式应该是寄生通道干扰的更一般的表达式更一般的表达式02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路78例例1n有一有一超外差接收机超外差接收机n中频中频为为 fI=fL fc=465 kHzn接收频段接收频段为为 535 1605 kHzn试问下列（试问下列（1）（3）是何种干扰？是如）是何种干扰？是如何形成的？何形成的？n（1）当调谐）当调谐到到 930.5 kHz 时时，可听到，可听到0.5 kHz 的的哨叫声；哨叫声；02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路79例例1n（2）当）当收听收听 580 kHz 电台电台时，可听到频时，可听到频率率为为 1510 kHz 的的电台播音；电台播音；n（3）当）当收听收听 1480 kHz 电台电台时，可听到时，可听到频率频率为为 740 kHz 的的电台播音；电台播音；n（4）对于对于 fc=700 kHz 的的电台播音，会电台播音，会在接收频段的那些频率点上产生干扰在接收频段的那些频率点上产生干扰（写出最强的两个）？（写出最强的两个）？02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路80解解02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路81（1）干扰哨声）干扰哨声n当调谐到当调谐到930.5kHz时，可听到时，可听到0.5kHz的的哨叫声哨叫声n是干扰哨声是干扰哨声nfc=930.5kHznF=0.5kHz02 七月七月 202482NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路83（2）寄生通道干扰）寄生通道干扰n当收听当收听580kHz电台时，可听到频率为电台时，可听到频率为1510kHz的电台播音的电台播音n是寄生通道干扰是寄生通道干扰nfc=580kHznfM=1510kHz（其他电台的（其他电台的fc视为视为fM）镜像频率干扰镜像频率干扰02 七月七月 202484NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路85（3）寄生通道干扰）寄生通道干扰n当收听当收听1480kHz电台时，可听到频率为电台时，可听到频率为740kHz的电台播音的电台播音n是寄生通道干扰是寄生通道干扰nfc=1480kHznfM=740kHz（其他电台的（其他电台的fc视为视为fM）02 七月七月 202486NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路87（4）寄生通道干扰）寄生通道干扰n对于对于fc=700kHz的电台播音，会在工作频的电台播音，会在工作频段的那些频率点上产生干扰（写出最强段的那些频率点上产生干扰（写出最强的两个）？的两个）？n是寄生通道干扰是寄生通道干扰 nfc=700kHz应视为应视为fMn可以直接可以直接使用寄生通道干扰变形使用寄生通道干扰变形公式，公式，也可以也可以由寄生通道干扰公式推导由寄生通道干扰公式推导n注意：注意：fc 535,1605kHz02 七月七月 202488NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路89例例2n某发射机发出某一频率的信号某发射机发出某一频率的信号n假设无任何其它信号假设无任何其它信号n现打开接收机在全波段寻找，发现在接现打开接收机在全波段寻找，发现在接收机刻度盘的三个频率（收机刻度盘的三个频率（6.5MHz、7.25MHz、7.5MHz）上均能听到对方的）上均能听到对方的信号，其中以信号，其中以7.5MHz的信号最强的信号最强n假设接收机的假设接收机的fI=0.5MHz，fLfcn问接收机是如何接收到的？问接收机是如何接收到的？02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路90解解n发射信号的频率为发射信号的频率为7.5MHzn7.5MHz的信号最的信号最强（强（对应通道对应通道p=q=1）n6.5MHz、7.25MHz上听到的信号为上听到的信号为“干扰干扰信号信号7.5MHz”引起引起的寄生通道干扰信号的寄生通道干扰信号镜像频率干扰镜像频率干扰02 七月七月 202491NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 202492NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路93例例3n已知：已知：nfM=1000kHznfI=fL-fc=465kHzn接收频段为接收频段为5351605kHzn试问：试问：n接收机调谐到（收听）哪些接收机调谐到（收听）哪些fc时，会受到时，会受到到到fM的干扰的干扰02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路94解解n可以直接可以直接使用寄生通道干扰变形使用寄生通道干扰变形公式，公式，也可以也可以由寄生通道干扰公式由寄生通道干扰公式推导推导n注意：注意：fc 535,1605kHz02 七月七月 202495NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路962.2 交调失真和互调失真交调失真和互调失真n2.2.1 交调失真交调失真n2.2.2 互调失真互调失真02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路972.2.1 交调失真交调失真nCross-Modulation Distortionnfc+fM+fLn“实际也是寄生通道干扰，因为寄生通实际也是寄生通道干扰，因为寄生通道干扰也对是在应某一道干扰也对是在应某一fc上产生的上产生的”假设混频器输入端同时作用假设混频器输入端同时作用vL，vS和干扰信号和干扰信号vM注意：注意：vS的角频率为的角频率为c混频器伏安特性混频器伏安特性i=f(v)在在v=0泰勒级数展开泰勒级数展开02 七月七月 202498NEC11-混频电路混频电路根据三角公式，根据三角公式，i中产生中产生中频电流的分量：中频电流的分量：v2：2a2vLvSv4：4a4v3LvS，4a4vLv3S，12a4vLvSv2M（与与vM有关有关）v2n：更高：更高偶偶次方项次方项与与vM有关有关02 七月七月 202499NEC11-混频电路混频电路不产生中频电流不产生中频电流12a4vLvSv2M产生的中频电流的振幅为产生的中频电流的振幅为3a4VLmVSmV2Mm，其值，其值与干扰信号包络与干扰信号包络VMm有关有关干扰信号包络干扰信号包络交叉交叉地转移到输出中频上去的非线性失真地转移到输出中频上去的非线性失真称为称为交叉调制失真交叉调制失真，简称，简称交调交调失真失真不仅收听到有用信号的声音，也收听到干扰信号的声音；当不仅收听到有用信号的声音，也收听到干扰信号的声音；当有用信号停止发送时，干扰信号的声音就随之消失有用信号停止发送时，干扰信号的声音就随之消失“当接收机调谐在有用信号频率上时，干扰电台的调制信号当接收机调谐在有用信号频率上时，干扰电台的调制信号听得清楚；接收机对有用信号频率失谐时，干扰电台调制信听得清楚；接收机对有用信号频率失谐时，干扰电台调制信号的可听度减弱，并随着有用信号的消失而完全消失；好像号的可听度减弱，并随着有用信号的消失而完全消失；好像干扰信号的调制频率转移到了有用信号的载波上干扰信号的调制频率转移到了有用信号的载波上”02 七月七月 2024100NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1012.2.2 互调失真互调失真nInter-Modulation DistortionnfM1+fM2+fLn可以理解为，可以理解为，实际是一种寄生通道干扰，实际是一种寄生通道干扰，只不过噪声有两个只不过噪声有两个02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路102（1）互调失真定义）互调失真定义假设混频器输入端同时作用干扰信号假设混频器输入端同时作用干扰信号vM1和和vM2混频器混频器伏安特性伏安特性i=f(v)在在v=0泰勒级数展开泰勒级数展开混频器电流混频器电流i中包含的频率中包含的频率组合组合fL的系数假设为的系数假设为 p=1，q=002 七月七月 2024103NEC11-混频电路混频电路满足上式的两个干足上式的两个干扰信号信号产生的生的组合合频率成分将率成分将顺利通利通过中中频滤波器，引起混波器，引起混频器器输出中出中频信号失真信号失真称为称为互相调制失真互相调制失真，简称，简称互调失真互调失真当当VM1m和和VM2m一定时，一定时，r和和s越小，失真越严重越小，失真越严重互调失真的两个干扰信号必须互调失真的两个干扰信号必须同时存在同时存在，例如，假设干扰信，例如，假设干扰信号为两个其它电台，其中一个停播，互调失真将消失号为两个其它电台，其中一个停播，互调失真将消失02 七月七月 2024104NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路105（2）三阶互调失真）三阶互调失真如果如果fM1和和fM2十分接近有用频率十分接近有用频率fc，则，则r和和s较小（较小（r=1，s=2或或r=2，s=1；r+s=3）时的组合频率可能趋于时的组合频率可能趋于fI称为称为三阶互调失真三阶互调失真（r+s=3）熟练掌握熟练掌握三阶互调失真是所有混频失真中三阶互调失真是所有混频失真中最严重最严重 的：的：（1）r、s较小，幅度较大；（较小，幅度较大；（2）干扰）干扰频率接近于有用信号，混频频率接近于有用信号，混频前前不能有效滤不能有效滤除除（中频干扰和镜像频率干扰是可以事先避免和滤除的中频干扰和镜像频率干扰是可以事先避免和滤除的）因此，允许的最大三阶互调失真常常作为混频器的一个重要指标，把它所对应的因此，允许的最大三阶互调失真常常作为混频器的一个重要指标，把它所对应的最最大输入干扰强度大输入干扰强度作为动态范围的作为动态范围的上限上限三阶互调失真由三阶互调失真由v的四次方的四次方12a4vLv2M1vM2或或12a4vLvM1v2M2产生产生当当VM1m=VM2m=VMm时，振幅都为时，振幅都为3/2a4VLmV3Mm02 七月七月 2024108NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路109（3）三阶互调截点）三阶互调截点nThird Order Inter-Modulation Intercept Point 02 七月七月 2024110NEC11-混频电路混频电路（有用）中频功率（延长）线（有用）中频功率（延长）线PS：有用输入信号功率：有用输入信号功率PI：有用输入信号产生的中频输：有用输入信号产生的中频输出功率出功率有用输入信号幅度为有用输入信号幅度为VSm有用有用输入信号输入信号产生中频产生中频电流分量电流分量幅度幅度为为a2VLmVSm（v2产生产生）功率单位是分贝或毫分贝功率单位是分贝或毫分贝下标下标 S 和和 I斜率是斜率是1，截距是，截距是C1不严格不严格02 七月七月 2024111NEC11-混频电路混频电路失真（中频）功率线失真（中频）功率线PM：输入干扰功率（：输入干扰功率（两个干扰两个干扰信号总功率信号总功率）PIM：输出：输出三阶互调失真功率三阶互调失真功率两个干扰信号振幅均为两个干扰信号振幅均为VMm两两个干扰信号个干扰信号产生三产生三阶互调失真阶互调失真分量振幅分量振幅为为3/2a4VLmV3Mm（v4产产生生）功率单位是分贝或毫分贝功率单位是分贝或毫分贝下标下标 M 和和 IM斜率是斜率是3，截距是，截距是C2不严格不严格输出输出中频功率中频功率PI与输入有用信与输入有用信号功率号功率PS呈线性关系，直到呈线性关系，直到1dB压缩电平，趋于平坦压缩电平，趋于平坦输出输出互调失真功率互调失真功率PIM与输入干与输入干扰信号功率扰信号功率PM成成线性关系线性关系失真功率线斜率失真功率线斜率是中频功率线是中频功率线的的3倍倍02 七月七月 2024112NEC11-混频电路混频电路三阶互调截点三阶互调截点中频功率线延长线与三阶互中频功率线延长线与三阶互调失真功率线的交点调失真功率线的交点相应的互调失真功率用相应的互调失真功率用PIM3表示表示三阶互调截点三阶互调截点02 七月七月 2024113NEC11-混频电路混频电路PIM3PI1dBPIM3=PI1dB+(1015)dBmPIM3比比PI1dB大大左右左右(1015)dBm如果生产厂家仅提供如果生产厂家仅提供PI1dB，可，可用上式估算用上式估算PIM3；如果已知或；如果已知或能够求解能够求解PIM3，就不必由，就不必由PI1dB估算估算PIM3可估算某输入干扰电平对可估算某输入干扰电平对应的输出三阶互调失真电平应的输出三阶互调失真电平02 七月七月 2024114NEC11-混频电路混频电路(1015)dBm02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路115例例4n试分析和解释下述现象：试分析和解释下述现象：n收音机收音机接收接收 930k Hz 信号信号时，时，n收到收到 690 kHz 和和 810 kHz 信号信号；n但不能单独收到其中的一个台，例如另但不能单独收到其中的一个台，例如另一个电台停播。一个电台停播。02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路116解解n互调失真：互调失真：n接收一个电台时其它两个电台视为干扰接收一个电台时其它两个电台视为干扰n两个干扰只能同时存在两个干扰只能同时存在三三阶互调阶互调失真失真“fM1和和fM2十分接近有用频率十分接近有用频率fc”对于十分接近的理解对于十分接近的理解02 七月七月 2024117NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路118例例5n某混频器，已知某混频器，已知nPI1dB=10dBm，对应的输入信号功率为，对应的输入信号功率为PS=0dBmn试求两个输入干扰电平为试求两个输入干扰电平为PM=-20dBm时时输出的三阶互调失真电平输出的三阶互调失真电平PIM02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路119解解三阶互调失真截点三阶互调失真截点作为求三阶互调失真功率作为求三阶互调失真功率线的截距的中转点线的截距的中转点若若PIM3已知或可求，已知或可求，不需近似估算不需近似估算三阶互调失真截点三阶互调失真截点作为求三阶互调失真功率作为求三阶互调失真功率线的截距的中转点线的截距的中转点02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1242.3 包络失真与强信号阻塞包络失真与强信号阻塞nfc+fLnfc+fL还产生干扰哨声还产生干扰哨声产生中频电流分量：产生中频电流分量：v2：2a2vLvSv4：4a4v3LvS+4a4vLv3Sv2n：更高：更高偶偶次方项次方项02 七月七月 2024125NEC11-混频电路混频电路包络失真包络失真：混频器输出信号包络（由：混频器输出信号包络（由2a2vLvS+4a4v3LvS+4a4vLv3S+确定）不能反映输入信号包络确定）不能反映输入信号包络Vsm变化的现象变化的现象强信号阻塞强信号阻塞：Vsm增大，包络失真增加；增大，包络失真增加；Vsm过大，由于泰勒级过大，由于泰勒级数的正负系数抵消，输出中频电流幅度几乎不随数的正负系数抵消，输出中频电流幅度几乎不随Vsm变化变化02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1272.4 倒易混频倒易混频nfc+fLnfc=fL+fLnfL=fM02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路128倒易混频现象倒易混频现象n当有当有强强干扰信号进入混频器时，混频器干扰信号进入混频器时，混频器输出的噪声加大，信噪比降低输出的噪声加大，信噪比降低02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路129倒易混频原理倒易混频原理n本振源不是纯净的正弦波，在振荡频率本振源不是纯净的正弦波，在振荡频率附近有一定的附近有一定的噪声噪声电压电压n混频器输入端作用混频器输入端作用强强干扰电压干扰电压n本振噪声电压与干扰电压混频，产生位本振噪声电压与干扰电压混频，产生位于中频段的噪声于中频段的噪声n可以视为将强干扰信号视为可以视为将强干扰信号视为“本振本振”而而本振噪声作为本振噪声作为“信号信号”的混频过程，称的混频过程，称为为倒易混频倒易混频02 七月七月 2024130NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路131倒易混频消除倒易混频消除n提高本振频谱纯度提高本振频谱纯度n削弱进入混频器的干扰信号强度削弱进入混频器的干扰信号强度02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1322.5 小结小结n混频器输入信号有本振信号、有用信号、混频器输入信号有本振信号、有用信号、干扰信号，它们可能以不同的组合方式干扰信号，它们可能以不同的组合方式产生干扰，并具有不同的名称产生干扰，并具有不同的名称n有用信号和干扰信号信号是相对的，有有用信号和干扰信号信号是相对的，有用信号也可视为干扰信号用信号也可视为干扰信号干扰哨声干扰哨声包络失真包络失真/强信号阻塞强信号阻塞寄生通道干扰寄生通道干扰交调失真交调失真互调失真互调失真倒易混频倒易混频02 七月七月 2024133NEC11-混频电路混频电路3 小结小结n性能指标性能指标n混频失真混频失真02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路134性能指标性能指标n混频增益与损耗混频增益与损耗n噪声系数噪声系数n1dB压缩电平压缩电平n混频失真混频失真n隔离度隔离度02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路135干扰哨声干扰哨声包络失真包络失真/强信号阻塞强信号阻塞寄生通道干扰寄生通道干扰交调失真交调失真互调失真互调失真倒易混频倒易混频02 七月七月 2024136NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路137习题习题11n4-21n4-22n4-2502 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路138补充补充题题11（习题习题4-25）n某混频器，已知某混频器，已知nPI1dB=1dBm，对应输入功率为，对应输入功率为PS=-10dBmnPIM3=15dBmn试求三阶互调失真功率试求三阶互调失真功率PIM=-62dBm时两时两个输入干扰信号总电平个输入干扰信号总电平PMn并画出并画出PI、PIM对输入功率曲线图对输入功率曲线图02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路139习题答案习题答案114-2102 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1404-22n答案应该在接收频段范围之内答案应该在接收频段范围之内02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1414-2502 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路14202 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路143补充题补充题答案答案11（习题习题4-25）n不需要近似估算不需要近似估算PIM3nPM=-21.67dBm三阶互调失三阶互调失真截点真截点三阶互调失三阶互调失真截点真截点PS=PMPI，PIMPI1dBPIM3附录附录n1 混频电路混频电路n2 差拍差拍n3 主通道与寄生通道主通道与寄生通道n4 交调失真交调失真n5 互调失真互调失真n6 包络失真与强信号阻塞包络失真与强信号阻塞02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路14502 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1461 混频电路混频电路n1.1 二极管混频器二极管混频器n1.2 双差分对混频器双差分对混频器n1.3 三极管混频器三极管混频器02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路147混频电路的应用混频电路的应用n二极管环形混频器二极管环形混频器n高质量通信接收机高质量通信接收机n双差分对平衡调制器双差分对平衡调制器n高质量通信接收机高质量通信接收机n三极管混频器三极管混频器n一般通信接收机（如广播收音机）一般通信接收机（如广播收音机）02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1481.1 二极管混频器二极管混频器02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路149（1）电路组成）电路组成二极管单平衡混频器二极管单平衡混频器02 七月七月 2024150NEC11-混频电路混频电路二极管双平衡混频器，二极管环形混频器二极管双平衡混频器，二极管环形混频器二极管环形混频器是最为广泛应用的一种混频器二极管环形混频器是最为广泛应用的一种混频器在在几百几百MHz的范围内已被双差分对混频器取代，特的范围内已被双差分对混频器取代，特别在单片集成系统中别在单片集成系统中02 七月七月 2024151NEC11-混频电路混频电路正交混频器正交混频器，vI1、vI2幅度相同相位正交幅度相同相位正交用于解调用于解调QPSK信号，信号，QPSK加到射频输入端，恢复载波加到射频输入端，恢复载波加到本振端，解调数据从中频端取出加到本振端，解调数据从中频端取出02 七月七月 2024152NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路153（2）环形）环形混频器分类混频器分类n按照保证二极管开关工作所需本振功率按照保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低电平的高低nLevel7(5W)nLevel17(50W)nLevel23(200W)02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路154（3）环形）环形混频器优缺点混频器优缺点n优点优点n工作频带宽（几十工作频带宽（几十几千几千MHz）n噪声系数低（噪声系数低（6dB）n混频失真小混频失真小n动态范围大动态范围大n缺点缺点n无混频增益无混频增益n隔离度低（隔离度低（40dB）02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1551.2 双差分对混频器双差分对混频器n以以AD831为例为例n也可以用模拟相乘器实现也可以用模拟相乘器实现02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路156（1）电路组成）电路组成内部组成电路：双差分对平衡调制内部组成电路：双差分对平衡调制器；输出低噪声放大器；本振驱动器；输出低噪声放大器；本振驱动电路电路外接电路：输入信号滤波匹配网络外接电路：输入信号滤波匹配网络C1、C2、L；输出低噪声放大器增；输出低噪声放大器增益设定电阻益设定电阻Rf1、Rf2；中频滤波器；中频滤波器的匹配电阻的匹配电阻RT02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路158（2）优缺点）优缺点n优点（与环形混频器相反）优点（与环形混频器相反）n混频增益高混频增益高n隔离度高隔离度高n缺点（与环形混频器相反）缺点（与环形混频器相反）n噪声系数大噪声系数大n动态范围小动态范围小02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1591.3 三极管混频器三极管混频器n1.3.1 双极型三极管混频电路双极型三极管混频电路n1.3.2 双栅双栅MOS场效应管混频电路场效应管混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1601.3.1 双极型三极管混频电路双极型三极管混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路161（1）工作原理）工作原理vS=VSmcosct，输入，输入“调幅调幅”信号信号vL=VLmcosLt，本振信号，本振信号vI=VImcosIt，输出中频信号，输出中频信号L1、C1是输入信号回路，调谐在上是输入信号回路，调谐在上fcL2、C2是输出中频回路，调谐在上是输出中频回路，调谐在上fI02 七月七月 2024162NEC11-混频电路混频电路基极基极-发射极电压发射极电压等效基极偏压等效基极偏压时变基极偏压时变基极偏压02 七月七月 2024163NEC11-混频电路混频电路时变静态电流时变静态电流时变增量电导时变增量电导当当vS很小满足很小满足线性时变线性时变条条件时，转移特性件时，转移特性iC=f(vBE)在在VBB0+vL处的泰勒级数处的泰勒级数展开为展开为在时变偏压在时变偏压vBB=VBB0+vL作用下作用下偶函数偶函数转移特性转移特性伏安特性伏安特性增量跨导增量跨导时变增量跨导时变增量跨导02 七月七月 2024166NEC11-混频电路混频电路gm(t)中基波分量与中基波分量与vS的乘积为的乘积为混频跨导混频跨导，指中频电流幅，指中频电流幅值值IIm与输入信号电压幅值与输入信号电压幅值VSm之比，等于之比，等于gm(t)中基中基波分量幅度波分量幅度gm1的一半，的一半，参见参见平均跨导平均跨导的定义的定义中频电流为中频电流为02 七月七月 2024167NEC11-混频电路混频电路中频回路的谐振电阻为中频回路的谐振电阻为Re；集电极电流是；集电极电流是流入流入集电极集电极混频增益混频增益，与，与gmc成正比，成正比，gmc与与VLm和静态偏置有关和静态偏置有关ic02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路169（2）实际电路）实际电路n中波广播收音机中的三极管混频电路中波广播收音机中的三极管混频电路本机振荡器本机振荡器电感三点式电感三点式天线天线02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路1711.3.2 双栅双栅MOS场效应管混频电路场效应管混频电路ndual-gate MOSFET mixer双栅双栅MOSFET输入调幅信号输入调幅信号本振信号本振信号双调谐耦合回路双调谐耦合回路输出中频信号输出中频信号分压式偏置电路分压式偏置电路02 七月七月 2024172NEC11-混频电路混频电路vLvs02 七月七月 2024173NEC11-混频电路混频电路02 七月七月 2024NEC11-混频电路混频电路174与晶体三极管混频器比较与晶体三极管混频器比较n混频失真小混频失真小n动态范围大动态范围大n工作频率高工作频率高2 差拍差拍n差拍现象源于差拍现象源于声学声学，通常指两个频率相，通常指两个频率相接近的声波合成，结果人们听到有强弱接近的声波合成，结果人们听到有强弱变化次数等于两个频率之差的声音变化次数等于两个频率之差的声音n后来这种现象所反映的基本原理推广到后来这种现象所反映的基本原理推广到振动理论振动理论中，当两个同向频率相接近的中，当两个同向频率相接近的振动合成时，合成振动的振幅变化次数振动合成时，合成振动的振幅变化次数等于两个频率之差等于两个频率之差02 七月七月 202