./目錄一、設計任務與要求………………1二、總體方案…………….………...1三、設計容……………………33.1電路工作原理…………….…33.1.1LC正弦波振蕩器………………….……..….33.1.2模擬乘法器電路…….………43.1.3選頻﹑放大電路.………63.2仿真結果與分析……………………6總結……………………...…9主要參考文獻………………9附錄………………9一、設計任務與要求混頻電路是應用電子技術和無線電專業必須掌握的關鍵電路?；祛l器是頻譜線性搬移電路,能夠將輸入的兩路信號進行混頻。具體原理框圖如圖1所示。振蕩器輸出一頻率為=10MHz、幅值0.2V＜＜1V的正弦波信號,此信號作為混頻器的第一路輸入信號；高頻信號源輸出一正弦波信號,=10MHz、幅值=200mV,此信號作為混頻器的第二路信號,將這兩路信號作為模擬乘法器的輸入進行混頻。選頻放大電路則對混頻后的信號進行選頻、放大,最終輸出2MHz的正弦波信號。正弦波正弦波振蕩器模擬乘法器選頻、放大電路高頻信號源圖1混頻器原理框圖二、總體方案對于混頻電路的分析,重點應掌握,一是混頻電路的基本組成模型及主要技術特點,二是混頻電路的基本原理及混頻跨導的計算方法,三是應用電路分析。混頻電路的基本組成模型及主要技術特點：混頻,工程上也稱變頻,是將信號的頻率由一個數值變成另一個數值的過程,實質上也是頻譜線性搬移過程,完成這種功能的電路就稱為混頻電路或變頻電路?；祛l電路的基本原理：^圖2中,Us<t>為輸入信號,Uc<t>為本振信號。Ui<t>輸出信號。分析：當則==其中：對上式進行三角函數的變換則有：從上式可推出,Up<t>含有兩個頻率分量和為<ψc+ψS>,差為<ψC-ψS>。若選頻網絡是理想上邊帶濾波器則輸出為．若選頻網絡是理想下邊帶濾波器則輸出：．工程上對于超外差式接收機而言,如廣播電視接收機則有ψc>>ψS．往往混頻器的選頻網絡為下邊帶濾波器,則輸出為差頻信號,為接收機的中頻信號。衡量混頻工作性能重要指標是混頻跨導。規定混頻跨導的計算公式：混頻跨導g：輸出中頻電流幅度偷入信號電壓幅度。該電路由LC正弦波振蕩器﹑高頻信號源﹑模擬乘法器以及選頻放大電路組成。LC正弦波振蕩器產生的10MHz正弦波與高頻信號源所產生的8MHz正弦波通過模擬乘法器進行混頻后產生雙邊帶調幅信號,然后通過選頻放大器選出有用的頻率分量,即頻率2MHz的信號,對其進行放大輸出,最終輸出2MHz的正弦波信號?；祛l器電路如圖3所示。圖3混頻器電路圖設計容3.1電路工作原理3.1.1LC正弦波振蕩器本次設計采用LC電容三點式反饋電路,也叫考畢茲振蕩電路。利用電容將諧振回路的一部分電壓反饋到基極上,而且也是將LC諧振回路的三個端點分別與晶體管三個電極相連,所以這種電路叫電容三點式振蕩器。三點式LC振蕩器的相位平衡條件是,在LC諧振回路,,與﹑性質相反,當﹑為電容,就是電感；當﹑為電感,就是電容。在LC三點式振蕩器電路中,如果要產生正弦波,必須滿足振幅平衡條件：即滿足。由相位平衡條件和振幅平衡條件可得：選取,故選用2N2222A三極管。2N2222A是NPN型三極管,屬于低噪聲放大三極管。本電路的三極管采用分壓偏置電路,為了使三極管處于放大狀態,必須滿足：電流電壓由此可以確定R1=5.1K,R3=2.2K,R4=2K。正弦波的輸出信號頻率=10MHz,電路連接如圖4所示圖4LC正弦波振蕩器R1﹑R2﹑R4組成支流偏置電路,R5是集電極負載電阻,L2﹑CT﹑C﹑C4構成并聯回路,其中R6用來改變回路的Q值,C1﹑C3為耦合電容,L1﹑C6﹑C5構成了一個去耦電路,用來消除電路之間的相互影響。其交流通路如圖5所示。圖5交流通路圖根據設計要求,正弦波振蕩器輸出頻率為10MHz,故由此可以大概確定L2﹑C4﹑CT的數值,再通過仿真進行調試最終確定其參數。電路的諧振頻率為,靜態工作點為,基本符合設求。3.1.2模擬乘法器電路用模擬乘法器實現混頻,就是在端和端分別加上兩個不同頻率的信號,相差一中頻,再經過帶通濾波器取出中頻信號,其原理方框圖如圖6所示：通頻帶濾波器通頻帶濾波器圖6混頻原理框圖若則經帶通濾波器后,取差頻為所需要的中頻頻率。由MC1496模擬乘法器構成的混頻器電路如圖7所示。圖中,LC正弦波振蕩器輸出的10MHz正弦波由10端〔X輸入端注入,高頻信號源輸出的10MHz正弦波由一端〔Y輸入端輸入,混頻后的中頻電壓由6端經形帶通濾波器輸出,其中C17﹑L11﹑C11﹑C19構成一選頻濾波回路,調節可變電阻Rp能使1﹑4腳直流電位差為零,可以減小輸出信號的波形失真,使電路平衡。在2﹑3腳之間加接電阻,可擴展輸入信號的線性圍。圖7MC1496構成的混頻器選頻﹑放大電路電路連接如圖8所示,晶體管選2SC945,R1﹑R2﹑Re組成支流偏置電路,L2﹑L3﹑C2﹑R構成并聯諧振回路,其中R用來改變回路的Q值,C1為輸入耦合電容,C3為輸出耦合電容,C7位晶體管發射極旁路電容,L1﹑C4﹑C5構成了一個去耦電路,用來消除電路之間的相互影響,R1﹑R2提供電路的靜態工作點。其中電路的諧振頻率為靜態工作點為。圖8選頻﹑放大電路3.2仿真結果與分析根據設計方案,應用計算機Multisim軟件進行了模擬仿真。用示波器觀察LC正弦波振蕩器的輸出,輸出波形如圖9所示。圖9LC正弦波振蕩器輸出波形用示波器觀察混頻器輸出信號,波形如圖10所示。圖10混頻后的信號波形圖用示波器觀察模擬乘法器的輸出,輸出波形如圖11所示。圖11模擬乘法器輸出波形LC正弦波振蕩器的輸出頻率應為,靜態工作點；選頻﹑放大電路輸出頻率應為,靜態工作點。通過仿真測試可得LC正弦波振蕩器的輸出頻率為10.1MHz,靜態工作點；選頻﹑放大電路輸出頻率為1.99MHz,靜態工作點。結論:有計算值與仿真值的比較可得,本設計基本完成了設計要求,并且由示波器可觀察到相應的波形,仿真值基本滿足要求,說明電路各部分均正常工作。美中不足的是仿真結果同理論值仍存在一定的誤差,需要進一步改善電路的性能,使電路更加精確和抗干擾能力更強。總結本次課程設計的題目是混頻器的設計,主要應用了通信電子線路中三方面容,分別是電容三點式振蕩電路、模擬乘法器和選頻放大電路。通過查找資料,結合書本中所學的知識,完成了課程設計的容,基本達到了預期要求,由于時間原因,尚有不足之處沒有找到。五、主要參考文獻[1]宋樹祥,周冬梅.高頻電子線路.[M]大學,20XX2月[2]邦媛.射頻通信電子線路學習指導.[M]科學,20XX6月[3]吳慎山.高頻電子線路.[M]電子工業,20XX1月[4]沅清.通信電子線路.[M]電子工業,20XX7月[5]曾興雯.高頻電子線路.[M]高等教育,20XX1月[6]翠娥.高頻實驗與課程設計.[M]工程大學,20XX1月[7]于洪珍.通信電子線路.[M]清華大學,20XX1月[8]利永.電子電路基礎.[M]中國鐵道,20XX7月[9]周選昌.高頻電子線路.[M]大學,20XX7月附錄元器件清單 清單序號編號元件名稱型號數量1C15電容1.0nF1個2C14電容510pF1個3R10電阻15K1個4R9,R5電阻1.0k2個5L5可變電感10uH1個6U1模擬乘法器MC14581個7C7,C6電容1.6pF2個8C12電容1.0nF1個9C11,C10電容10nF2個10Q2三極管2SC9451個11R8電阻6.2k1個12R7電阻15k1個11C4電容120pF1個12C5可變電容350pF