第六章混频器3-1.pptVIP

* 第六章 混频器 6.1 混频器概述 发射机—上混频器——将已调制中频信号搬移到射频 接收机—下混频器——将接收到的射频信号搬移到中频 基本方法： 乘法器＋滤波器 非线性器件＋滤波器 本振信号： 射频信号： 相乘得： 中频滤波器 调幅接收机—混频器的结构框图 混频器结构：三个端口——输入信号、本振信号、中频信号 时域特性——输出、输入波形相同、载频不同 混频本质 线性频谱搬移 频域特性——输出、输入频谱结构、带宽相同， 载频不同 混频电路的实现 1. 乘法器 2. 非线性器件 双极晶体管 场效应管 二极管 为减少组合频率分量 工作于线性时变状态 混频器的主要指标 增益 10 dB NF 12 dB IIP3 +5 dBm 输入阻抗 50Ω 口间隔离 10 ~ 20 dB 变频增益 = 输出中频 输入射频 1. 增益 按增益划分混频器 有源混频器——增益大于1 无源混频器——增益小于1 电压增益 功率增益 射频口阻抗 中频口阻抗 两者关系？ 2. 噪声 讨论混频器噪声的意义: 接收机前端，对系统噪声影响大 低噪放 F1、G1 带通滤波器 F2、G2 混频器 F3、G3 混频器的单边噪声和双边噪声 ——讨论射频噪声的搬移 单边噪声 ① 射频信号位于本振的一边 ② 被搬移到中频的噪声 射频信号段 镜像频段 双边噪声 射频信号位于本振的两边 不存在镜像频率（如零中频方案） 单边噪声是 双边的两倍 （高3dB） 非线性 器件 本振 中频 滤波器 3. 失真 混频——频谱线性搬移——非线性器件——平方项 非线性器件——高次方项——产生组合频率——干扰、失真 （1）干扰哨声 特征：接收机音频出现哨叫 混频输入：仅有有用射频 付波道中频 主中频 付波道中频 进入检波（解调）——形成哨叫 主中频： （二次方项） 组合频率 （ 次方项 ） （2）寄生通道干扰 非线性 器件 本振 中频 滤波器 主中频： 干扰信号与本振的组合频率 寄生通道干扰 最主要的寄生通道干扰 镜像频率干扰 特征：输入伴有干扰信号 变换能力与主中频一样 靠得最近的干扰（半中频干扰） 变换能力： 由非线性器件的4次方引起 三种比较主要的寄生通道干扰 0 中频干扰 镜频干扰 半中频干扰 （3）互调失真 非线性 器件 本振 中频 滤波器 特征：输入端伴有多个干扰信号 但是当组合频率 互调干扰 每个干扰和本振混频 , 由非线性器件的 次方项 产生 称 三阶互调 —— 满足 或 次方项 产生 4. 线性范围 问题:混频是一种非线性功能，为什么有“线性”指标？ 混频 射频 本振 中频 线性指标 变频增益下降1-dB时相应的输入（或输出）功率值 （1） 1-dB 压缩点 混频器的非线性—— 输出、输入频率不同 混频器的线性—— 输出中频幅度 输入射频幅度 成正比 变频增益 = 输出中频 输入射频 （2）三阶互调截点 混频 射频 本振 中频 输入信号 有用信号 干扰信号 （设输入信号幅度相同） 互调信号产生 的中频 主中频 幅度相等，三阶截点 截点对应的输入、输出 1-dB 压缩点与混频器的噪声基底之比，用dB表示 （3）线性动态范围 定义： 混频器位于低噪放后，因此对它线性范围要求比低噪放高 5. 口间隔离 射频口 本振口 中频口 本振泄漏 影响LNA 天线辐射 频率牵引 强信号 堵塞 泄漏 6. 阻抗匹配 混频器 低噪放 中频 滤波器 本振源 对混频器三个口 的阻抗要求 ① 匹配——最佳传输 ② 每个口对另外两个口的信号 力求短路 ——减少口间干扰 6. 2 有源混频器电路 用双极型晶体管或场效应管构成 特征: 混频增益 1 6.2.1 单管跨导型混频器 1. 工作原理 直流电源 和偏置 射频输入 和本振 中频输出 原理电路 （1）工作状态——线性时变 ① 线性时变必须满足的条件： 两个输入： 一大一小，且 ② 分析线性时变的两要