集成乘法器混频器实验报告

集成乘法器混频器实验报告 模拟乘法混频实验报告 模拟乘法混频实验报告 姓名: 学号: 班级: 日期: 23 模拟乘法混频 一、实验目的 1. 进一步了解集成混频器的工作原理 2. 了解混频器中的寄生干扰 二、实验原理及实验电路说明 混频器的功能是将载波为vs(高频)的已调波信号不失真地变换为另一载频(固定中频)的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。 混频器的电路模型如图1所示。 Vs V 图1 混频器电路模型 混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号VL，并与输入信号 VS经 混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机(例如广播收音机)中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。 图2为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。 24 图2 MC1496构成的混频电路 MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用，12V，,8V供电。R12(820Ω)、R13(820Ω)组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。本实验中输入信号频率为 fs,4.2MHz，本振频率fL,8.7MHz。 为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压VS和本振电压VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此干扰不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。 三、 实验仪器与设备 高频电子线路综合实验箱; 高频信号发生器;双踪示波器; 频率计。 四、实验步骤 1. 打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。 25 2、用实验箱的信号源做本振信号，将频率fL=8.7MHz(幅度VLP-P,300mV左右)的本振信号从J8处输入(本振输入处)，用示波器观察J9处中频信号波形。 3、将频率fs=4.19MHz(幅度Vsp-p=300mv左右)的高频信号(由3号板提供)从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变化。 4、用示波器观察 TH8和TH9处波形。 5、改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅 输出中频电压Vi的幅值随着高频信号电压幅度的增大而增大。 6、改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Vi的幅值， 输出中频电压Vi的幅值不随本振信号电压幅度的变化而变化。 7、 用频率计测量混频前后波形的频率。 混频前:4.19MHz，混频后:4.5059MHz。 8、 混频的综合观测(需外接信号源) 令高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波，作为本实验的载波输入，外接信号源输出 8.7MHz的本振信号，用示波器对比观察J9处和调制信号的波形。 26 五、实验注意事项 1、测量时应用双踪同时观察本振-载波，载波-中频，以便比较。 2、本实验用到晶振输出信号。因此，在进行本实验前必须调整好晶振的输出，使之满足本实验的要求。 六、思考题 1、除乘法器外，还有哪些器件可组成混频器,试举例说明。 混频器常用的非线性器件还有二极管、三极管、场效应管等。 2、寄生干涉的原因，并讨论预防措施。 原因:干扰频率通过寄生通道形成。混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。它们和输入信号电压VS、本振电压VL之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。 预防措施:减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。 七、 实验总结 1、本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系 f镜象—f载波=2 f中频 本实验中， f中频=f本振— f载波 则有2 f本振 = f镜象+f载波 2、归纳信号混频的过程 所谓混频，就是利用非线性元件，把两个不同频率的电信号进 行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。 27 篇二:实验7 集成乘法器混频器实验 一、实验准备 1(做本实验时应具备的:混频的概念、MC1496模拟相乘器、用模拟乘法器实现混频 2.做本实验时所用到的仪器:集成乘法器混频模块、LC振荡与射随放大模块、高频信号源、双踪示波器 二、 实验目的 1. 了解集成混频器的工作原理，掌握用MC1496来实现混频的; 2. 了解混频器的寄生干扰。 三、实验内容 1. 用示波器观察输入输出波形; 2. 用频率计测量混频器输入输出频率; 3. 用示波器观察输入波形为调幅波时的输出波形。 四、基本原理 混频器的功能是将载波为fs(高频)的已调波信号不失真地变换为另一载频fi (固定中频)的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535-1605KHZ的已调波信号变为中心频率为465KHZ的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器，外差频率计等。混频器的电路模型如图 7-1所示。 图7-1混频器电路模型 混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号，并与输入信号Us经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机(例如广播收音机)中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器，本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。 图7-2是用MC1496构成的混频器，本振电压UL(频率为(8.8MHZ)从乘法器的一个输入端(10脚)输入，信号电压Vs(频率为6.3MHZ)从乘法器的另一个输入端(1脚)输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs) 信号由乘法器的输出端(6脚)输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频为 Fi=FL-Fs=8.8MHZ-6.3MHZ=2.5MHZ。 图7-2 MC1496构成的混频器电路图 i 为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压Us和本振电压UL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干扰，影响输入信号的接收。 干扰是由于混频不满足是线性时变工作条件而形成的，因此不 可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜像干扰。 五、实验步骤 1.实验准备 将集成乘法器混频模块，LC振荡器与射随放大模块插入实验箱主板，接通实验箱与所需各模块电源。 2(中频频率的观测 将LC 振荡器输出频率为8.8MHZ接到射随器与放大电路(3K01置“on”)，射随器输出作为本实验的本振信号输入乘法器的一个输入端(IN1),乘法器的另一个输入端(IN2接高频信号发生器的输出(6.3MHZ V p-p=0.4V)。用示波器观测6TP03、6TP04波形，用频率计测量6TP01、6TP02、6TP04的频率。并计算各频率是否符合Fi=FL-Fs。当改变高频信号源的频率时，输出中频6TP04的波形作何变化，为什么, 3(混频的综合观测 将高频信号发生器输出一个1KHZ音频调制的载波频率为6.3MHZ的调幅波，作为本实验的载波输入，用双踪示波器观察6TP01、6TP02、65TP03、6TP04各点波形，特别注意观察6TP02.和6TP04两点波形的包络是否一致。 六、实验报告 1(根据观测结果，绘制所需要的波形图，并作分析。 2(归纳并总结信号混频的过程。 篇三:南理工高频电子线路实验-模拟乘法器实验报告 模拟乘法混频 一、实验目的 (1)了解集成混频器的工作原理。 (2)了解混频器中的寄生 干扰。 二、实验原理 混频，又称变频，也是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号自某一个频率 变换成另一个频率。完成这种功能的电路称为混频器(或变频器)。混频器是频谱线性搬移电路，是一个六端网络。它有两个输入电压，输入信号uS和本地振荡信号uL， 输出信号为uI，称为中频信号，其频率是fC和fL的差频或和频，称为中频fI，fI?fL?fC (同时也可采用谐波的差频或和频)。由此可见，混频器在频域上起着减(加)法器的作用。 混频器的输入信号uS是高频已调波、本振uL是正弦波信号，中频信号也是 已调波，除了中心频率与输入信号不同外，由于是频谱的线性搬移，其频谱结构与输入信号uS的频谱结构完全相同。现在波形上，中频输出信号与输入信号的包络形状相同，只是填充频率不同(内部波形疏密程度不同)。 混频器是超外差接收机中的关键部件。采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响, 这样，频段内信号的放大一致性较好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。 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?UScos?tcos?Ct uL?ULcos?Lt 这两个信号的乘积为 uSuL?UsULcos? tcos?ctcos?Lt 1 ?UsULcos? t[cos(?L??c)t?cos(?L??c)t] 2 若中频fI?fL?fc，经带通滤波器取出所需边带，可得中频电压为 uI?UIcos?tcos?It 下图为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。 R7 MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用，12V，,8V供电。R12(820Ω)、R13(820Ω)组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。本实验中输入信号频率为fS,4.2MHz，本振频率fL,8.7MHz。 为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压uS和本振电压uL外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。 干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此不可避免地会产生干扰，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。 三、实验仪器 双踪示波器 高频信号发生器 频率计 四、实验内容 (1)用高频信号发生器做本振信号，将频率fL?8.7MHZ(幅度ULP-P,300mV左右)的本振信号从J8处输入(本振输入处)。fs?4.19MHZ(幅度USP-P,100mV左右)的高频信号(由3号板晶振提供)从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察TH8和TH9处波形。 (2)改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Ui的幅值，并 (3)改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压Ui的幅值，并 混频前f=4.19mhz混频后f=4.5059549mhz (5)混频的综合观测(需外接信号源) 令高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为4.2MHz的调幅波，作为本实验的载波输入，外接信号源输出8.7MHz的本振信号，用示波器对比观察J9处和调制信号的波形。 五、思考题 1，分析寄生干扰的原因，并讨论预防措施。 原因:干扰频率通过寄生通道形成。混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。它们和输入信号电压VS、本振电压VL之间任意两者都有可能产生组合频率， 这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。 预防措施:减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。 2、归纳信号混频的过程 所谓混频，就是利用非线性元件，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。