1、,cos ,cos t V v t V v LO LO LO RF RF RF =DL RF R R vi i +=-2232(22141-+=-t K R R v i i LO DL RF實驗名稱:混頻器設計及仿真一、實驗目的1、理解和掌握二極管雙平衡混頻器電路組成和工作原理。2、理解和掌握二極管雙平衡混頻器的各種性能指標。3、進一步熟悉電路分析軟件。 二、實驗原理混頻器作為一種三端口非線性器件,它可以將兩種不同頻率的輸入信號變為一系列的輸出頻譜,輸出頻率分別為兩個輸入頻率的和頻、差頻及其諧波。兩個輸入端分別為射頻端RF 和本振LO 。輸出端稱為中頻端IF ?；驹韴D如圖:本實驗采用二極管

2、環形混頻器如圖:由于RF LOV V >>,二極管主要受到大信號LO V 控制,四個二極管均按開關狀態工作, 將二極管用開關等效,開關函數表示為:(1t K LO ,因此在LO v 正半周期間開關閉合,上下回路方程為:0(,0(233322=-+-=-+L D LO RF L D LO RF R i i R i v v R i i R i v v ,求得: , 與之相應的開關函數(1t K LO ,因此一般形式為: ,與之相應的開關函數(1t K LO ,因此一般形式為:,同理分析得在LO v 負半周期間有:專 業:信息對抗(12083511 學生姓名:劉美琪(12083103 實

3、驗名稱:混頻器設計及仿真(22132t K R R v i i L DL RF+=-(22132t K R R v i i L DL RF+=-所以通過L R 的總電流為:.3cos 34cos 4cos 22(3241+-+-=-=t t t R R V i i i i i LO LO LO D L RF o 所以知:雙平衡混頻器的輸出電流中僅包括 的組合頻率分量,而抵消了RF LO ,即p 為偶數的眾多組合頻率分量。 三、實驗要求(1LO 本振輸入頻率:1.45MHz ,RF 輸入頻率:1MHz ,IF 中頻輸出頻率:450KHz 。 (2LO 本振輸入電壓幅度:5V ,RF 輸入電壓幅度

4、:0.5V 。 (3混頻器三個端口的阻抗為50。(4在本實驗中采用二極管環形混頻器進行設計,二極管采用DIN4148。(5分析混頻器的主要性能指標:混頻增益、混頻損耗、1dB 壓縮點、輸入阻抗,互調失真等,畫出輸入輸出的關系曲線。 四、實驗過程 1、最終電路圖 2、R2的輸出電壓波形圖如圖 進行FFT 變換后得到頻譜圖為(為奇數p t p RF LO ± 輸入電壓波形圖為 輸入電流波形圖為 則由圖可以得到輸入電壓電流的幅值分別為mV V in 270=,mA I in 2.5=,輸出電壓幅值為mV V IF 153=,因此,可計算出混頻器的混頻增益為dB V V A in IF C

5、93.4270153log 20log20-= 輸出的中頻功率為mW R V P LIF IF 23409.0212=RF 信號的輸入功率為mW I V P in in in 3978.021=10= 對于RF 輸入端可得到輸入阻抗為=52ininin I V R 3、對不同的RF V 的電壓值,可得到對應的in V 、in I 以及輸出IF V 值,如下表所示(V V RF(/(mA I mV V in in(mV V IF(V V RF (/(mA I mV V in in(mV V IF0.1 55/0.89 31 1.3 650/12.4 400 0.3 162/2.62 92 1.4

6、 710/13.5 430 0.4 218/3.6 122 1.5 740/15 450 0.5 270/4.5 153 1.6 775/16.3 465 0.6 320/5.4 185 2.0 850/23 515 0.8 440/7.4 245 2.5 900/32 545 1.0 525/9 310 3.0 920/41 565 1.1 570/9.3 340 3.5 980/50 575 1.2625/11.2366在MA TLAB 中編寫程序仿真可畫出波形圖,程序如下: function y=fun1(vin,Iin y=(1/2*vin*Iin;function y=fun2(vi

7、f y=(1/100*vif2; clear all ; clc;data1=55,162,218,270,320,440,525,570,625,650,710,740,775,850,900,920,980;data2=0.89,2.62,3.6,4.5,5.4,7.4,9,9.3,11.2,12.4,13.5,15,16.3,23,32,41,50;data3=31,92,122,153,185,245,310,340,366,400,430,450,465,515,545,565,575;res1=zeros(1,length(data1; res2=zeros(1,length(data1; for ii=1:length(data1res1(ii=fun1(data1(ii,data2(ii; res2(ii=fun2(data3(ii; end res1;res2=res2*10(-3; res1=10*log10(res1; res2=10*log10(res2; plot(res1,res2; grid on ;set(gca,'ytick',-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10set(gca,'xtick',20 21 22 23 24 25