通信电子电路.pptx

io
a0
a1Vsm
cos c t
a1VLm
cos L t
1 2
a
2Vs2m
1 2
a
2Vs2m
cos 2ct
1 2
a
2V
2 Lm
1 2
a
2V
2 Lm
cos 2Lt
a 2VsmVLm [cos(L
c )t
cos(L
c )t ]
7.2.1 变频器的组成和工作原理
❖ 此时，输出中频电流调幅波为：
❖ 主要例子：
②在发射设备中经常利用变频ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ来改变载频频率的 大小（参见8.3.2节的“最大线性频偏与频偏扩展的 方法”）
❖ 主要例子有：
③在频率合成器中，也常用变频器来完成频率加减 运算，从而由基本频率信号得到各种不同于原频率 的新信号（参见9章的的图9-3-1和习题9-9）
❖ 在混频器的两个输入电压中，一个是载频为fc 的已调波，另一个是频率为 fL的本振信号， 其输出中频信号的载波频率为fi。
通信电子电路
何丰 主编 重庆邮电学院 人民邮电出版社
第七章 变频（或混频）的功 能与实现
❖ 变频或混频的基本功能是将输入频带信号 的频谱位移到新的频率范围内，即频谱的线性 搬移，这类似于调制信号经调幅变换前后的频 谱变换关系。
❖7.1 概 述
❖7.2 变频（或混频）器的构成和技术指标 ❖7.3 变频（或混频）干扰和失真 ❖7.4 变频（或混频）电路与干扰抑制 ❖7.5 电路与信号和系统的关系
p,q ＝0，1，2，3, ……
❖ 乘积型混频器的非线性元器件部分应完成相 乘运算功能。若相乘运算和输入信号都是理 想的，则io (t)中的无用频率分量较少，并且也 容易被中频滤波器滤除。
❖ 叠加型混频器的非线性元器件会产生更多的无用频 率分量，因此在讨论变频器失真成因时往往以此模
型为依据。
❖ 设加到叠加型混频器中的两个电压信号分别为：
❖ 动态范围是指变频器能正常工作，而性能 未显著下降所允许的输入信号电平范围。要 求动态范围尽可能大些。
❖ 3. 噪声系数
❖ 变频器的噪声系数定义为：输入信噪比（信号频率）
❖ 四、隔离度
NF 输出信噪比（中频频率）
❖ 隔离度是指变频器的信号端口，本振端口 和中频输出端口之间的信号通过变频器电路 空间进行的相互直接泄漏的程度。
7.2 变频（或混频）器的构成和技 术指标
常常为了两种需求而采用变频器。
❖ 一是为了系统工作中的信号频率范围的设定。
❖ 二是为了提高局部电路的性能。主要例子有：
①利用变频器可以实现，将波段内的已调信号变为 与输入载波无关的、并具有固定载频的中频信号， 并在此基础上进行高性能的选频放大，最后再检波 的超外差式接收解调方案。
❖ i a 2VmVLm (1 m cos t ) cos(L c )t
如果 ❖
vs (t ) Vm cos(c t m f sin t )
的调频波时，输出
中频电流调频波大小为：
i a 2VmVLm cos(I t m f sin t )
7.2.2 变频器的技术指标
❖ 1. 变频增益
❖ 变频增益是表征变频器将输入信号转化成输出中频 有用信号的能力的技术指标，如电压或功率增益：
7.1 概 述
❖ 实现变频的电路有混频器和变频器两 类。
❖根据调幅电路和同步解调的频率搬移特性 的实现机理，我们可以想到实现变频时应 该有两个不同的输入信号。其中，一个是 单一频率的等幅正弦波，也称为本振信号， 它不携带信息，仅作为一个参考标准；另 一个是需要进行中心频率位移的频带输入 信号。
❖ 变频电路在本质上应实现输入信号频 谱与本振频率的加或减的数学功能。如果 本振信号由外部其它电路提供，则称变频 电路为它激式混频器，或简称为混频器； 如果所用本振信号是变频电路自身产生， 则称为自激式混频器，或简称为变频器。
❖ 五、选择性
变频器的中频输出信号中可能包含有很 多频率分量，但其中只有一个频率分量是有 用的，在接收机中反映为中频。为了抑制其 它各种不需要的频率分量，要求变频器的输 出选频网络具有较好的选择性，即希望有较 理想的幅频特性，它的矩形系数尽可能接近 于1。
❖ 六、失真与干扰
变频失真有频率失真和非线性失真。
❖ vs ( t ) Vsm cos ct
输入信号
❖
v L ( t ) VLm cos Lt
本机振荡信号
❖ 在不失一般性条件下，将元器件的非线性特性 用幂级数表示，可得非线性元器件的输出电流表 达式：
❖ io a 0 a1v a 2v 2
p, q 0,1,2,3, …
❖ 式中，a0、a1 、a2 分别为各项的常系数。在忽略 三次方及其以上各项后，整理得：
❖ ❖
变功频率若电增输压益出增定有益义用定为信义：号为为：电流AA波vpcc，＝＝我Vs（ 们mVIP（输ms（可P中入（ I输频 高以中 入电频频 高采压电信 频振 压号 信用幅振功 号电率 ）功 幅） 率）导）
增益（或变频跨导）来表征变频器将输入信号转化
成输出中频信号的能力。
❖ 2. 动态范围
7.3 变频（或混频）干扰和失真
❖ 设非线性器件输出电流的通式为：
i a1v a 2v 2 a3v 3 a 4v 4 + …
(7-3-1) ❖ 式中， a1、a2、a3、a4 为电路变换常数。
v v1 v 2 v L V1m cos1t V2m cos2t VLm cosLt
❖ 其中，v1代表有用输入电压，v2为干扰信号，
所谓中频是指解调结果的信号频率与系 统输入已调波的信号频率之间的过度频率， 它在大小上不一定小于已调波的信号频率。
7.2.1 变频器的组成和工作原理
❖ 设输入两个正弦电压的频率分别为信号载频fc 和本振频率fL，在不失一般性条件下，可假定 经非线性电路的变频输出组合频率包含：
❖
＝ f p,q
± pf L ±qf c
vL为本振信号。
7.3 变频（或混频）干扰和失真
❖ 此时，输出电流组合频率分量的通式为：
❖
f O ＝ ±pf L ±qf1 rf 2
， p、
q、r ＝0，1，2，3, …… (7-3-2)
❖ 通常我们称这些无用信号为变频(或混频)干扰 和失真。
7.3 变频（或混频）干扰和失真
❖ 1. 组合频率干扰 ❖ 组合频率干扰是在无输入干扰和噪声情况下，