第章混频器中的干扰

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,无线电信号的发射,cos,t,cos,(,n,t,),cos,t,cos,2,t,cos,2,t,cos,1,t,cos,1,t,cos,1,t,cos,2,t,cos,1,t,1,无线电信号的接收,cos,2,t,cos,1,t,cos,3,t,cos,(,3,-,2,),t,cos,1,t,cos,i,t,cos,1,t,cos,1,t,cos,1,t,2,4.9 混频器中的干扰（,如何设置电台的载波频率,）,接收机的各级电路中，混频器产生的干扰最多。,输入,到,混频器的频率有：有用信号频率,f,s,、本振信号,频率,f,0,、干扰信号频率,f,n,。这些不同的频率，两两之,间，或三者之间，相互组合，会产生各种干扰信号。, 输出混频器的信号有：中频信号,f,i,。, 上述各频率之间，,一般,存在下列关系：,3,一、组合频率干扰,（仅与本身电台的频率设置有关）,现象：,有用信号频率与,自身,本振信号频率的组合频率接近中频，该组合,频率与,标准中频,在检波电路中,差拍,，形成音频，产生干扰哨声。,注意：,该干扰只与,本身,电台有关，是自己对自己造成的干扰。,1.有用信号频率与本振信号频率的组合频率,设有用信号频率为 ，本振频率为 ，组合,频率为：,2. 造成干扰的条件：,称为二阶组合频率干扰，,称为三阶组合频率干扰，类推。,4,显然：,若有用信号的频率接近中频的整数倍，则可能产生干扰哨声,。,在设计发射台的载波频率时，不能设置载波频率接近中频整数倍的电台。,此式，可分解为以下四个式子：,所以，上述四式中，只两种情况成立，又,将此式代入上两式，有：,5,因为 2465930KHz 930KHz，所以会产生组合频率干扰。,理由：对应的本振频率为,f,0,= 932+465=1397KHz。根据引起组合,频率干扰的条件： ，不难得出：当,p,1,，,q2,时，组合频率：,例1：,设,， 。,3.抑制措施：,将接收机的中频选在接收机的,频段,外。,如：中频段,调幅,收音机的频率范围为5501605KHz，,将,中频,设置为465KHz，落在,频段,之外。,与,标准,中频,465,KHz,差拍,，产生,2KHz,干扰哨声，无法消除。,进入检波器后，,显然，可推得：为了防止,有用信号频率,与中频的,n,次谐波,产生,2020KHz,的干扰哨声，在,n,次,谐波,的附近， 有用信号,的,频率,应满足：,6,二、副波道干扰,（与两个电台的频率设置有关）,数学表达式为：,可分解成四个方程，但仅两个有效。,现象：,有用本振信号与干扰信号的组合频率接近中频，该组合频率,在检波器中与,标准,中频,差拍,，形成音频，产生干扰哨声。,两个有效方程为：,根据,若两电台的组合频率接近中频的整数倍时，会产生组合副波道干扰。,如：两个电台，频率分别为,f,s,550KHz，,f,n,1566KHz；由于,1566,2,5504651, 所以两电台之间存在副波道干扰。,其包含两种特殊情况：,7,1.中频干扰,所以，为避免中频干扰，需使得,中频,落在,接收,波段,之外。如,中波段,调幅收音机的频率范围为,5351605KHz,，,而中频固定为 ；调频接收机波段为,88108MHz,，,而,。,如果,，则,干扰,信号频率本身,等于,或,接近,中频；在检波电路中, 此干扰信号与标准中频信号,差拍,，形成音频，产生哨声。,8,2.镜像频率干扰,若 则 。根据 有：,若两电台的频率之差为中频的两倍，会产生镜像干扰,。,在,军事,通信中，常采用,高中频,，可避免,镜像干扰,。,（,P145,）,f,0,位于,f,s,和,f,n,的正中,间，即：,f,s,和,f,n,关于,f,0,对称,。,9,三、交叉调制干扰（,简称：交调,，,与电台频率的设置无关,）,原因,：,由晶体管特性曲线的,三次方,或,更高次,非线性,项,引起。,注意：,经,数学分析可得，交叉调制与本振频率、干扰信号频率的,关系无关，完全,由非线性器件特性曲线的,三次方,或,以上,高阶项,造成。因此，提高,前端电路的,滤波性能、选择合适的,器件,或,合适的,工作状态,，可大大减少交叉调制干扰。,克服措施：, 提高混频器前级电路的选择性，以减小干扰信号的幅值。,合理选择工作点和本振信号的幅值，使,混频,器件由,模拟,乘法器,构成；或使混频器件的转移特性曲线的,三次方,及,以上项,极小，最好工作在平方区域。,现象,：接收机同时收到一台、二台的两个信号。,一台与二台的载波是不同的；收听一台节目时，二台信号也进入一台；且一台清晰，二台也清晰；一台不清晰，二台也不清晰。即：好像干扰电台的调制转移到了有用信号的载波上。（是危害性较大的一种电台干扰形式）,10,四、互调干扰,（,简称：互调，与三个电台频率的设置有关,）,称为二阶互调，,称为三阶互调，类推。,原因,：,由高放或混频中,非线性器件,特性曲线,的,二次,、,三次,或,更,高次,项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。,现象：,接收一台时，二台与三台的组合频率正好接近一台；该组合,频率与一台一同进入检波电路，差拍后得音频信号，产生哨叫声。,设有用信号频率,f,s,，干扰信号频率为,f,n1,、,f,n2,，当满足下式时：,三,个信号的组合频率满足：,时，也会产生互调干扰。,会产生互调干扰。,原理：,可用两个数学表达式来说明：,11,五、阻塞干扰,现象：,如果输入电路,抑制,不良,，当一个,强干扰信号,进入接收机,后，会使,高放级,和,混频器,工作于严重的非线性区域，甚至,破坏晶体管的工作状态，使,输出信噪比,大大下降。也就是,强信号阻塞现象,。,注：,如果信号过强，可能会导致,晶体管,的,PN,结击穿。此时，,晶体管的正常工作被破坏，产生,完全,堵死,的阻塞现象,。,阻塞干扰与电台的频率设置无关。,12,六、相互混频,现象：,本振信号的两侧存在,边带噪声,（图中的虚线三角区域）,。,设,f,n,1,和,f,n,2,为两个,干扰信号,，它们与,边带噪声,中的,某些频率,组合,后，产生的频率分量可能正好落在,中频,通带,内，形成,中频噪声,。结果，,使输出信噪比下降。,相互混频时，是用,边带噪声,去调制,干扰信号,，故,相互混频,又称,为,噪声调制,。,为了避免,相互混频,现象，应,尽量,使得,本振信号,的,频谱,纯净。,注：,13,例1：如果混频器的转移特性关系式为：,问：会不会受到中频干扰和镜像干扰？会不会产生干扰电台所引起的交调和互调干扰，为什么？,答：,（1）可能受到中频干扰，因为中频干扰与转移特性无关。,（2) 可能受到镜像干扰，因为镜像干扰与转移特性无关。,（3）不会产生交调。因为交调是由晶体管,特性曲线,的三次,或更高次非线性项产生，而表达式中无三次项。,（4) 会产生互调。因为互调由晶体管,特性曲线,的二次、三,次或更高次非线性项产生。,14,例2：湖北台频率,f,1,774KHz，武汉台,f,2,1035KHz，问它们对某短波（,f,s,212MHz，,f,i,465KHz）收音机的哪些频率将产生互调干扰？（注：只考虑组合频率系数之和不超过的情形）,解：若满足,，则产生互调。,不落在,212M,区域，不产生互调。,落在,212M,区域，产生互调。,不存在,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,不存在,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,15,落在,212M,区域，产生互调。,落在,212M,区域，产生互调。,落在,212M,区域，产生互调。,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,不存在,不存在,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,不存在,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,16,落在,212M,区域，产生互调。,落在,212M,区域，产生互调。,谐波次数更高时，对应组合频率的干扰较小，可不考虑。,在212MHz波段内，湖北台 （,f,1,774KHz,）,和武汉台,（,f,2,1035KHz,）,对,2.844MHz、2.583,MHz、3.618MHz、,4.653MHz、4.392MHz、5.427MHz,产生互调干扰。,不落在,212M,区域，不产生互调。,不存在,不存在,17,例3 一超外差广播接收机，中频,f,i,465KHz。在收听,933,KHz的,电台时，发现除了正常信号外，还伴有音调约3KHz的哨叫声。,而且如果转动收音机的调谐旋钮，此哨叫声还会变化。试分析：,（1）此现象是如何引起的，属于哪种干扰？,（2）在,5351605KHz,波段内，在哪些频率刻度上还会,出现这种现象？,（3）如何减小这种干扰？,解,（1）,根据题目给定数据，,f,s,2,f,i ，,符合,组合频率干扰,表达式。,此时，有用信号频率与自身本振信号频率的频率组合接近,中频，该组合频率加到检波器上，与标准中频差拍，形成,音频，出现哨叫声,。,（2）,显然，当频率为,927,KHz时，也会出现3KH在的哨叫声。,来源：2465,KHz,927,KHz,3KHz。,3465KHz1395K，落在5351605波段内，则在,1392,KHz和,1398,KHz处，也会出现KH在哨叫声。,来源：3465KHz1392KHz3KHz,（注：f,S,=1392,f,0,=1857,-1857+21392927）,1398KHz3465KHz3KHz,（3） 有用信号频率不能接近中频整数倍，且应将,接收机的中频,选在接收机的频段外。,18,例4 超外差收音机中频,f,i,f,0,-,f,s,=465KHz。试分析下列现象：,（1）,收听550KHz的电台时，还能听到1480KHz电台的干扰。,（2）,收听1945KHz的电台时，还能听到740KHz电台的干扰叫声。,（3）,收听1395KHz的电台时，可同时收到810KHz和690KHz的信,号，但不能单独收到其中一个台（如另外一台停播）的信号。,解,（1）依题意，两电台频率之差14805502465KHz, 为,镜像干扰,，是,组合副波道干扰,的一种特殊情况。,550KHz,1480KHz,19,（2）,两个电台的组合频率接近中频的整数倍，所以是,副波道干扰,。,（3）,由于不能单独听到其中一个电台，所以是两个干扰信号,产生的互调干扰。,原因,：由高放、混频级中,非线性器件,特性曲线,的二次、三次或,更高次项产生。互调干扰在通信组网中值得重视、关注。,20,例5：某短波接收机在接收12MHz电台时，镜像干扰为15.2MHz，,则中频频率为多少？,解：根据概念，当两电台的频率之差为中频的两倍时，会出现,镜像干扰，所以有：,21,22,例6 某超外差接收机中频,f,i,= 500 kHz，本振频率,f,0,f,s,.,解（1）依题意，7.5MHz信号最强，说明发射台的本意是发射,7.5MHz的信号。当调谐到在6.5 MHz和7.25 MHz时，,听到的信号是7.5MHz信号对其形成的干扰。,（2）当调谐到6.5 MHz时，有用信号频率 f,S,=6.5 MHz， 干扰,信号频率f,n,=7.5MHz。由于f,n,-f,S,=1 MHz = 2f,i, 所以,7.5MHz正好是6.5 MHz的,镜像干扰信号,。,28,29,（3）在调谐到7.25 MHz时，f,S,=7.25 MHz， 干扰信号频率,f,n,=7.5MHz。由于 2f,n,-2f,S,=15-14.5=10.5 MHz，显然，,这是4阶,副波道干扰,。,29,30,例10 某变频器的输入端，除有,有用信号,（f,S,=20 MHz）外，还有两个频率分别为f,N1,=19.6 MHz，f,N2,=19.2 MHz的电压。已知中频f,i,=3 MHz，问是否会产生干扰？干扰的性质如何？,解：变频器的输入端有三个电台的信号，,可能,会产生,互调干扰,。因为2f,N1,- f,N2,=19.6219.2=20MHz，所以将出现3阶互调干扰。,30,作业：,P123-124: 3.24 , 3.27, 3.28,P168-172: 4.9, 4.34, 4.35, 4.36, 4.37, 4.39,下下周一（4月15号）交作业。,作业本只要一个：用上次用的作业本。,31,