5.3 变频电路 变频（或混频）是将信号频率由一个量值变换为 另一个量值的过程。具有这种功能的电路称为变 频器（或混频器）。本节主要讨论变器（或混 频器)的工作原理、电路组成、分析方法等。 §5.3.1概述 >变频电路的功能 变频电路是一种频率变换电路。功能是将已调波 的载波频率变换成固定的中频频率，而保持其调 制信号不变
5.3 变频电路 变频（或混频）是将信号频率由一个量值变换为 另一个量值的过程。具有这种功能的电路称为变 频器（或混频器）。本节主要讨论变频器（或混 频器）的工作原理、电路组成、分析方法等。 §5.3.1 概述 Ø变频电路的功能 变频电路是一种频率变换电路。功能是将已调波 的载波频率变换成固定的中频频率，而保持其调 制信号不变
变频电路有输入信号u,和本地振荡信号u1两个输入 电压，工作频率分别为f和f；输出信号u为称 为中频信号，其频率是f和f的差频或和频， f=f士feo >混频器的工作原理 “2 混领婚 丛C) 年aAIr 〔a) 02 6) 图5.3.1混频器的工作原理
变频电路有输入信号us和本地振荡信号uL两个输入 电压，工作频率分别为fc和fL；输出信号uI为称 为中频信号，其频率是fc和fL的差频或和频， fI=fL±fc。 Ø混频器的工作原理 图5.3.1 混频器的工作原理
如图5.3.1，设输入到混频器中的输入已调信号u,和 本振电压u,分别为 w、=Usmc0s2tc0soet (5-3-1) uL=UlmcosoLt (5-3-2) 这两个信号的乘积为 u=Usm ULm cosst cosoct cosoLt 1U_VcoCHico:(@.+)+cs-0)] 2 u=t cosSt cos at (5-3-3) 如图5.3.2，本振信号为单一频率信号，其频率为f; 输入信号为己调波，其频率为f+F和fF; 输出信号频谱率为f什F和fF
如图5.3.1，设输入到混频器中的输入已调信号us和 本振电压uL分别为 us =UsmcosΩtcosωc t （5-3-1） uL=ULmcosωL t （5-3-2） 这两个信号的乘积为 u=Usm ULm cosΩt cosωc t cosωLt （5-3-3） 如图5.3.2，本振信号为单一频率信号，其频率为fL ; 输入信号为己调波，其频率为fc+F和fc-F； 输出信号频谱率为fl+F和fl-F
喻鱼政器 非数灾器件 喻鱼原效恐 e) 图5.3.2混频器的组成框图 >混频器的主要性能指标：蕌 1.变频增益蕌 变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅U1m 与高频输入信号电压振幅Um之比，即 5
图5.3.2 混频器的组成框图 Ø混频器的主要性能指标： 1. 变频增益 变频电压增益定义为变频器中频输出电压振幅UIm 与高频输入信号电压振幅Usm之比，即
变频功率增益为输出中频信号功率P与输入高频信 号功率P之比，即 K p. 2.噪声系数蕌 混频器的噪声系数N定义为 输入信噪比（信号） Ny= 输出信噪比（中频）
变频功率增益为输出中频信号功率PI与输入高频信 号功率Ps之比，即 2. 噪声系数 混频器的噪声系数NF定义为
3.失真与千扰蕌 变频器的失真有频率失真和非线性失真。此外， 还会产生各种非线性干扰，如组合频率干扰、交 叉调制和互相调制、阻塞和倒易混频等干扰。所 以，对混频器不仅要完成频率变换，又能抑制各 种干扰。蕌 4.变频压缩（抑制蕌 在混频器中，输出与输入信号幅度应成线性关系。 实际上，由于非线性器件的限制，当输入信号增 加到一定程度时，中频输出信号的幅度与输入不 再成线性关系，如图5.3.3所示
3.失真与干扰 变频器的失真有频率失真和非线性失真。此外， 还会产生各种非线性干扰，如组合频率干扰、交 叉调制和互相调制、阻塞和倒易混频等干扰。所 以，对混频器不仅要完成频率变换，又能抑制各 种干扰。 4.变频压缩(抑制) 在混频器中，输出与输入信号幅度应成线性关系。 实际上，由于非线性器件的限制，当输入信号增 加到一定程度时，中频输出信号的幅度与输入不 再成线性关系，如图5.3.3所示
中职始w中平d3 :d3 3da乐花 人内平妇 平 图5.3.3混频器输入-输出电平的关系 5.选择性蕌 混频器的中频输出应该只有所要接收的有用信号， 而不应该有其它不需要的干扰信号。但在混频器 的输出中，由于各种原因，总会混杂很多与中频 频率接近的干扰信号
图5.3.3 混频器输入-输出电平的关系 5. 选择性 混频器的中频输出应该只有所要接收的有用信号， 而不应该有其它不需要的干扰信号。但在混频器 的输出中，由于各种原因，总会混杂很多与中频 频率接近的干扰信号
§5.3.2晶体三极管混频器 >工作原理 图5.3.4晶体三极管混频器原理电路 晶体三极管混频器组成的原理电路如图5.3.4所示。 设输入信号为：u,=Umc0s2tc0sWct HL=ULmcosoLt
§5.3.2 晶体三极管混频器 Ø工作原理 图5.3.4 晶体三极管混频器原理电路 晶体三极管混频器组成的原理电路如图5.3.4所示。 设输入信号为：us =UsmcosΩt cosωc t uL=ULmcosωLt
侧基极回路电压为 UBE=Vib+ULmcosoLt +Usm cosst cosot (5-3-4) 其中Uim>>Usm; 集电极电流为： 。=了0+)+f"(化。+4z4+2fw+z)42+ f(的+wz)=1o+1 eCOs t-+…1 mcosnat+ f'(V+uz)=(go+g cos@t+g2 cos2@t+) L=Ico+I cos t+.…Iom cosnat+… +80+81Cos0t+82cos20t+…us+…
则基极回路电压为 uBE= Vbb+ ULmcosωLt +Usm cosΩt cosωt （5-3-4） 其中ULm>>Usm； 集电极电流为：
经集电极谐振回路滤波后，得到中频电流 i-QUwco(@-Y-gU.cocw =go Cos=wcos吨 (5-3-5) 变频跨导gc只与晶体管特性、直流工作点及本振 电压U有关，与U无关，变频跨导 输出中频电流振幅_I地。 输入高频电压振幅 281 U (5-3-6 g1=∫，ge)cosd@d x」geeo8aeg 1 gc=
经集电极谐振回路滤波后，得到中频电流iI (5-3-5) 变频跨导gc 只与晶体管特性、直流工作点及本振 电压UL有关，与Us无关，变频跨导 (5-3-6)