§4.5混頻器的工作原理什么是“混頻”？教材144頁給出了混頻的概念，但是由于我們還沒學(xué)習(xí)到調(diào)制與解調(diào)，所以我們同時給出一個比較簡明的概念：將2個或2個以上不同頻率的信號輸入到一個非線性電路中，通過選頻網(wǎng)絡(luò)從輸出信號中可提取出“差頻”或“和頻”信號，通常稱這種非線性電路為“混頻器”。第四章非線性電路、時變參量電路和變頻器混頻器的作用主要用于信號的頻譜搬移及調(diào)制解調(diào)§4.5混頻器的工作原理為什么要變頻？

變頻的優(yōu)點：1)變（混）頻可提高接收機的靈敏度2)提高接收機的選擇性3)工作穩(wěn)定性好4)波段工作時其質(zhì)量指標(biāo)一致性好變頻的缺點：容易產(chǎn)生鏡像干擾、中頻干擾等干擾混頻器是如何實現(xiàn)頻譜搬移的§4.5混頻器的工作原理混頻器是如何實現(xiàn)頻譜搬移的假設(shè)非線性電路的表達式為§4.5混頻器的工作原理混頻器是如何實現(xiàn)頻譜搬移的§4.5混頻器的工作原理輸入信號頻譜載波輸入信號頻譜輸出信號頻譜設(shè)計一個選頻網(wǎng)絡(luò)從低頻搬移到了高頻要注意若采用差頻，搬移后頻譜要左右翻轉(zhuǎn)混頻器的性能指標(biāo)1)變頻電壓（功率）增益：2)噪聲系數(shù)：中頻輸出端信噪比與高頻輸入端信噪比的比值。3)選擇性：抑制中頻信號以外的干擾的能力。取決于中頻輸出回路的選擇性。4)非線性干擾：抑制組合頻率干擾、交調(diào)、互調(diào)干擾等干擾的能力。

上述的幾個質(zhì)量指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的，應(yīng)該正確選擇管子的工作點、合理選擇本振電路和中頻頻率的高低，使得幾個質(zhì)量指標(biāo)相互兼顧，整機取得良好的效果。變頻電壓增益的概念混頻電路ω0-ωS帶通濾波要注意此結(jié)果并非適用于所有電路和信號，具體情況要具體計算§4.5混頻器的工作原理混頻器的種類晶體三極管混頻器（§4.6）二極管混頻器（§4.7）模擬乘法器混頻器（§4.8）第四章非線性電路、時變參量電路和變頻器§4.6晶體(三極)管混頻器本節(jié)的結(jié)構(gòu)晶體三極管混頻器的電路組態(tài)種類及優(yōu)缺點晶體三極管混頻的原理實用三極管混頻電路分析第四章非線性電路、時變參量電路和變頻器§4.6.1晶體三極管混頻器電路組態(tài)種類及優(yōu)缺點按三極管的交流接地點不同來分按兩個輸入信號是否從同一極輸入來分共發(fā)射極共基極同極輸入不同極輸入§4.6晶體(三極)管混頻器共發(fā)射極、信號從同極輸入三極管混頻器fi+–+–vsvo(a)圖(a)電路對振蕩電壓來說是共發(fā)電路輸出阻抗較大（對諧振回路影響?。┗祛l時所需本地振蕩注入功率較小（這主要是因為共發(fā)電路功率放大性能較高）但因為信號輸入電路與振蕩電路相互影響較大(直接耦合，即串聯(lián))可能產(chǎn)生頻率牽引現(xiàn)象指本振v0頻率隨vs頻率改變而改變，而非自助振蕩?！?.6晶體(三極)管混頻器共發(fā)射極、信號從不同極輸入三極管混頻器fi+–+–vsvo(b)輸入信號與本振電壓分別從基極輸入和發(fā)射極注入產(chǎn)生牽引現(xiàn)象的可能性小對于本振電壓來說是共基電路因此振蕩波形好，失真小通常此時三極管起到雙重作用:振蕩與混頻而共基極的振蕩器穩(wěn)定性是最好的。缺點是需要較大的本振注入功率但這一點不難實現(xiàn),因此這種方式的混頻器在實際中應(yīng)用最多?！?.6晶體(三極)管混頻器共基極的晶體三極管混頻器fi+–+–vsvo(c)fi+–+–vsvo(d)兩種電路都是共基混頻電路低頻時變頻增益低(原因是放大倍數(shù)低)但在較高的頻率工作時(幾十MHz)，因為共基電路的截止頻率f比共發(fā)射電路的f要大很多，因而共基電路在高頻段反而變頻增益較大。因此，在較高頻率工作(如電視機電路)時采用這種電路?！?.6晶體(三極)管混頻器三極管幾種組態(tài)的總結(jié)高頻（尤其是上100MHz）時，應(yīng)當(dāng)采用共基極組態(tài)的混頻器；中高頻（幾百kHz到幾十MHz）時，可以采用共射組態(tài)的混頻器；攜帶信息的有用信號vs與本地振蕩信號v0盡量從不同極輸入；即使從同極輸入，應(yīng)當(dāng)使二者的耦合度降至最低。§5.6晶體(三極)管混頻器因為iC

=

f(vBE)=

f(VBB+v0+vs)那么在任意一個時刻§4.6.2晶體三極管混頻原理三極管混頻器中ic的表達式變頻跨導(dǎo)的概念輸出電流中，差頻分量電流的振幅與輸入的信號(注意指的是vs而不是v0)電壓振幅之比gc的工程計算公式了解即可晶體三極管的等效電路如圖所示，圖中負載電導(dǎo)GL是輸出回路的諧振電導(dǎo)。故變頻電壓增益

由圖可以算出混頻器的增益混頻功率增益如果電路匹配，使goc=GL，則可得到最大混頻功率增益§4.6.3三極管混頻器的實用電路實用電路1：電視機中的混頻器電路高頻放大器輸出的信號，經(jīng)雙調(diào)諧電路耦合加到混頻管的基極采用電容抽頭，以實現(xiàn)阻抗匹配，使信號功率盡可能向后傳遞本振電壓通過耦合電容C1也加到基極上這兩個電阻為混頻器的三極管提供直流偏置電壓負反饋電路，提高混頻電壓增益的穩(wěn)定性以雙調(diào)諧耦合回路作為混頻器負載，并通過R擴展通頻帶最后仍然使用電容抽頭電路實現(xiàn)阻抗的匹配（75Ω）上圖中信號頻譜的搬移及處理天線接收的電視信號經(jīng)過上頁的混頻器混頻后高頻區(qū)中頻區(qū)中頻放大器比高頻放大器容易實現(xiàn)，且更穩(wěn)定經(jīng)雙調(diào)諧耦合回路濾波后，除去無用頻率分量

晶體管混頻器實用電路2（只畫出了交流部分）日立CTP-236D型彩色電視機ET-533型VHF高頻頭內(nèi)的混頻器由共射-共基組合電路形成混頻器其特點是所需要的信號功率小，功率增益較大，因此這種組合電路在實際中非常普遍后面是濾波網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)阻抗匹配和選頻的作用。

下圖是晶體管中波調(diào)幅收音機常用的變頻電路，其中本地振蕩和混頻都由三極管3AG1D完成。

晶體管混頻器實用電路32023/3/22附錄資料：不需要的可以自行刪除2023/3/22步進電動機的工作原理與特點原理：步進電機是利用電磁鐵原理,將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，電機轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機械移動一小段距離。特點：(1)來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。

(2)控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。

(3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動方向。

(4)角位移量或線位移量與電脈沖數(shù)成正比.2023/3/22步進電動機結(jié)構(gòu)注意：步進電機通的是直流電脈沖

步進電機主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成。定、轉(zhuǎn)子鐵心由軟磁材料或硅鋼片疊成凸極結(jié)構(gòu)，定、轉(zhuǎn)子磁極上均有小齒，定、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)相等。其中定子有六個磁極,定子定子磁極上套有星形連接的三相控制繞組，每兩個相對的磁極為一相，組成一相控制繞組,轉(zhuǎn)子上沒有繞組。轉(zhuǎn)子上相鄰兩齒間的夾角稱為齒距角2023/3/22工作方式步進電機的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍（1）三相繞組聯(lián)接方式：Y型（2）三相繞組中的通電順序為：A相

B相

C相通電順序也可以為：

A相C相B相

2023/3/22（3）工作過程引轉(zhuǎn)子，由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時產(chǎn)生切向力而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。A相通電，A方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸A相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和AA'對齊。CA'BB'C'A34122023/3/22CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對齊，相對A相通電位置轉(zhuǎn)30；1C'342CA'BB'AC相通電再轉(zhuǎn)302023/3/22這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點：（1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30。此角稱為步距角，用S表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。2023/3/22二、三相單雙六拍三相繞組的通電順序為：

AABBBCCCAA

共六拍。工作過程：A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和A相對齊。CA'BB'C'A34122023/3/22所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對AA'通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15°。（1）BB'磁場對2、4齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。A、B相同時通電（2）AA'磁場繼續(xù)對1、3齒有拉力。CA'BB'C'A34122023/3/22總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為15。CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相對齊，又轉(zhuǎn)了15。2023/3/22三、三相雙三拍三相繞組的通電順序為：

AB

BC

CA

AB

共三拍。AB通電CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412BC通電2023/3/22以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。工作方式為三相雙三拍時，每通入一個電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)30，即S=30。CA通電CA'BB'C'A34122023/3/22步進電機通過一個電脈沖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度,稱為步距角。N:一個周期的運行拍數(shù),即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)Zr