4.互相调制干扰
互相调制干扰，也称互调干扰。它是 指两个或两个以上干扰信号和本振信号通 过混频器形成的组合频率干扰，信号环境
如图7-3-5所示。
图7-3-5 互相调制干扰形成环境
【例7-3-2】 某混频器的中频为 0.5MHz，在接收25MHz信号时，若同时有 24.5MHz和24MHz的两个干扰信号，则四 阶产物中有如下组合频率：
第七章
变频（或混频）的 功能与实现
变频或混频的基本功能是将输入频带
信号的频谱位移到新的频率范围内，即频
谱的线性搬移，这类似于调制信号经调幅 变换前后的频谱变换关系。
7.1 概 述
7.2 变频（或混频）器的构成和技术指标
7.3 变频（或混频）干扰和失真 7.4 变频（或混频）电路与干扰抑制 7.5 电路与信号和系统的关系
质量的通信系统中。当然，二极管混频器
也存在着混频增益小于1的缺点。
1.平衡混频器
二极管平衡混频器有许多种电路结构， 常见的有图7-4-9所示的三种。下面，我们 借用图6-3-2(a)的一般性分析方法对图7-4-
9(b)的混频电路进行分析。
图7-4-9 常见单平衡二极管混频电路
2.环形混频器
3.输入回路的分析
在三极管混频电路中，本振电压的注 入方式有射极注入和基极注入两种，如图 7-4-3所示。基极注入时，本振功耗较小， vs但vL与vL两回路耦合较紧，不利于各自电 源电路的隔离，如调谐信号源谐振回路时 会对本振谐振回路的谐振频率产生影响。
图7-4-3 本振电压注入方式示意图
4.等效电路及变频增益
可以推得，fL+fI 和q=2以上的强干扰 部分都不会落入890～915MHz以内，即都 能被混频输出滤波器及其后续电路滤除。 因此，不会在无线空间对其它手机占用的 载波频道形成干扰。但是，在考虑到实际 中不尽理想的情况，手机天线仍会发射出 对其它手机形成的强度较弱的邻道干扰。
3.噪声系数
变频器的噪声系数定义为：
4.隔离度
隔离度是指变频器的信号端口、本振 端口和中频输出端口之间的信号通过变频 器电路空间进行的互相直接泄漏的程度。 各端口之间相互影响小，隔离度就高。一 般而言，它们的隔离可以通过电路在变频 器内部结构的选取，以及由选频电路在变 频器内部构造的不同频率的电路区域空间 来完成。
5.倒易混频(相互混频)
这 种 以本 振 噪声 电 压作 为 “输 入 信 号”，干扰电压作为“本振电压”的混频 现象，称为倒易混频。
6.邻道干扰
邻道干扰是指与有用信号频率的频差 很近的其它通信信号在发送时，由于滤波 电路的不理想，也送出了不该送出的落于 有用频带内的信号分量（具体参见7.5节）。
2.组合副波道干扰
组合副波道干扰是指外来干扰电压vM
与本振电压vL，在混频非线性作用下形成
的假中频，信号环境如图7-3-2所示。
图7-3-2 组合副波道干扰形成环境
(1) 中频干扰
在(7-3-8)式中，取p＝0，q＝1，即fM ＝fI时，可以形成干扰。常称此干扰为中频 干扰。
(2) 镜像干扰
图 7 2 1 变 频 器 的 作 用 示 意 图
-
如中波广播收音机的接收频率范围为 535～1605kHz，固定中频为465kHz，变频 器属于下变频，由于中频低于接收波段的 最低频率，我们也称此变频方案为低中频
方案。
7.2.1 变频器的组成和工作原理
根据非线性器件能产生新的频率分量 的原理，当两个频率不同的正弦电压同时 作用于非线性器件时，在它的输出信号中 会产生由两输入频率形成的众多频率组合
图7-4-15 模拟乘法器构成的混频方框图
模拟乘法器混频的具体优点可归纳如 下： (1) 混频输出电流频谱纯净，组合频率 分量少，用于接收机时可大大减少寄生通 道干扰。 (2) 对本振电压的大小无严格限制，前 面我们在分析晶体管小信号混频时，一般 要求VLm较大；而乘法混频时，本振电压幅 度基本与输出失真无关，但会影响中频变 频增益。
7.4 变频（或混频）电路与 干扰抑制 7.4.1 三极管混频器的失真分析
1.工作原理
在图7-4-1中，本振电压vL、信号电压 vS和直流电压VBB相加后，作用在晶体管的 发射结，并利用三极管iC 与vBE 之间的非线 性实现混频和放大，通过集电极回路中的 中频滤波电路取得中频输出电压。
图7-4-1 晶体三极管混频器原理电路
由式(7-4-7)和式(7-4-9)可以得到信号 变换通道的等效电路如图7-4-4所示。图中 三极管的输出电导归于负载中。
图7-4-4 三极管混频(或变频)时的信号等效电路
7.4.2 二极管混频器的结构与失真
利用二极管非线性构成的混频器称为
二极管混频器。它们具有结构简单、噪声
低、工作频率高等优点，被广泛应用于高
组合频率干扰由有用信号产生，与外 界干扰信号无关，它不能靠提高前端电路 的选择性来减少干扰。具体方法有：① 合 理进行中频和本振频率的安排，提高最低 干扰点的阶数（q+p的值）；② 优化混频 电路，使有用信号强度增强，无用信号强 度减弱、分量减少。对前者，可考虑选用 中频大于输入信号载频的高中频方案；后 者的具体情况可参见7.4节的混频电路分析。
(3) 当本振电压幅度一定时，中频 输出电压幅度与输入信号电压幅度呈
线性关系，并且允许输入信号动态范
围较大，从而有利于减少交调和互调
失真。
7.5 电路与信号和系统的关系
第一，找到了电路优化的出发点。 第二，从电路的一般性讨论出发，提 出了对前级信号处理或变换电路的要求。 第三，提出了对通信系统的电路安排 和信号安排的设计问题。
②在发射设备中经常利用变频器来改
变载频频率的大小（参见8.3.2节的“最大
线性频偏与频偏扩展的方法”）；③ 在频 率合成器中，也常用变频器来完成频率加 减运算，从而由基本频率信号得到不同于 原频率的新信号（参见第九章的图9-3-1和 思考题与练习题9-9）。
如图7-2-1(b)所示在混频器的两个输入 电压中，一个是载频为fc 的已调波，另一 个是频率为fL 的本振信号，其输出信号的 载波频率为fI，称为中频，该信号称为中频 信号。所谓中频是指解调结果vΩ(t)的信号 频率与系统输入已调波vc(t)的信号频率之 间的过渡频率，其大小不一定小于已调波 的信号频率。
2.输出有用信号的分析
根据电路的信号目标，我们应该关心
式(7-4-5)中的和频或差频信号分量。为此，
设周期函数gf(t)的傅里叶级数展开式为
代入式(7-4-4)，并设vs=Vsmcosωct可推 得输出有用信号为
式中，gfc=0.5gf1 为三极管的变频跨导。
它取决于时变偏压VB(t)和三极管的传输特 性，与输入信号大小无关。
正好落在中频带内，产生互调失真。
通过上面的分析可知，互调失真的强 弱与干扰信号电压的振幅成正比、与非线 性器件的系数有关、与有用信号无关。因 此，要减小互调干扰，一方面要提高前端 电路的选择性，尽量减少加到混频器件上 的干扰电压，另一方面要提高混频器的线 性，即混频器件具有理想平方(或相乘)特 性，如场效管混频器、二极管环形和桥式 混频器的互调干扰都较小。
谱与本振频率的加或减的数学功能。如果
本振信号由外部其它电路提供，则称变频
电路为它激式混频器，或简称为混频器；
如果所用本振信号是变频电路自身产生，
则称为自激式混频器，或简称为变频器。
7.2 变频（或混频）器的构 成和技术指标
对于后者，主要例子有：① 利用变频 器可以实现，将波段内的已调信号变为与 输入载波无关的、并具有固定载频的中频 信号，并在此基础上进行高性能的选频放 大，最后再检波的超外差式接收解调方案 （进一步的说明参见题图7-5）；
从图上可看到，fM与fc对称地位于fL 的两侧，即显现为镜像关系，因此，称fM 为镜像干扰。
图7-3-3 镜像干扰的频率关系
3.交叉调制干扰
交叉调制干扰也称交调失真，它是有 用信号vS、干扰信号vM 和本振信号vL 通过 混频器组合后形成的。 混频器中，除了非线性器件的四次方 项外，更高的偶次方项也可形成交调干扰， 但幅值较小，一般可不考虑，由于混频器 正常工作的中频是由二次项产生的，其中 本振电压占了一阶，所以习惯上仍将四次 方项产生的交调称为三阶交调。
1.组合频率干扰
组合频率干扰是在无输入干扰和噪声 情况下，仅由有用信号vs和本振vL通过频率 变换通道形成的组合频率干扰，信号环境 如图7-3-1所示。
图7-3-1 干扰哨声形成环境
显然，最小的无用组合干扰点发生在
p＝1、q＝2， 即 2 fC－fL＝2×927-1392＝
462kHz≈fI，与中频465kHz误差3kHz，属 于中频通频带内。462kHz的载波与465kHz 同时加到检波器上，将产生由载频产生的 465-462＝3kHz的固定差频信号输出，即出 现属于音频频率范围内的哨叫声。
环形混频器是由两个平衡混频器组成 的，电路如图7-4-11所示。图中Tr1、T4-11 环形混频器
7.4.3* 场效应管和模拟乘法混
频器的分析
场效应管的转移特性具有平方律的特 点，正是这一特点使它成为叠加型混频器 最理想的非线性混频元件；而模拟乘法器
则是乘积型混频器最理想的非线性混频元
1.变频增益
变频增益是表征变频器将输入信号转 化成输出中频有用信号的能力的技术指标， 如电压或功率增益。
若输出有用信号为电流波，我们可以 采用电导增益（或变频跨导）来表征变频 器将输入信号转化成输出中频信号的能力。
2.动态范围
动态范围是指变频器能正常工作，而 性能未显著下降所允许的输入信号电平范 围。
件。
1.场效应管混频器
场效应管混频器广泛应用于短波和超
短波接收机中。
(1) 工作原理
单管混频器的原理电路如图7-4-12所 示。