7.2 时变参量电路的分析
时变跨导：
f ' (U BB uL ) g m (t ) g m 0 (t ) g m1 cos ωLt g m 2 cos 2ωLt
gm0、gm1、gm2分别为时变跨导gm(t)的直流分量、 基波和二次谐波… 1 g m0 g m (t )dt 其中： 2 1 g mn g m (t ) cosnLtdt n0 ic ( I c0 I c1 cos ω Lt I c 2 cos 2ω Lt ) ( g m0
若带通滤波器调谐于差频ωI=ωL-ωs,且 ωI<ωs,称为下混频。 若ωI= ωL+ωs, ωI>ωs ,则称为上混频。
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7.1 概述
输出：uI U Im (1 ma cos Ωt ) cos ωI t
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7.3 晶体三极管混频器
当ULm一定时,gc 也会随VBB变化而变化,见下图所示 ： 工作点A 、C 对应 的gm(t)中 基波分量 gm1都比B 点的小。
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U BE U BB uL uS 如忽略集电极电压的影响，由转移 特性可求出集电极电流ic f (U BE ) f (U BB u L uS ) 取U BB uL作为工作点偏电压时，三极管输出电流可按
泰勒公式展开： ic f (U BB uL ) f '(U BB uL )vs 1/ 2 f ''(U BB uL )us 2 ...
其中gm1=?
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7.2 时变参量电路的分析
解 如图(b)是gm-vBE 特性,在时变偏压UBB+uL下 得到时变跨导gm(t)波形(c)图。
(b)
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7.3 晶体三极管混频器
ic I C (t ) g m (t )vS [ I c 0 I c1 cos ωL t I c 2 cos 2ωL t ] g m1 V cos(ωL -ωS )t Sm [ g m 0 cos ωS t 2 g m1 cos(ωL ωS )t g m 2 cos(2ωL -ωS )t ] 2 上式中有用的中频电流 ： g m1 iI (t) cos(ωL -ωs )t I Im cos ωI t 2
由其中的uS uL项得到（L S）和（L S）项 再用带通滤波器取出所需的中频成分。
根据非线性器件的不同，叠加型混频器可分为
①晶体三极管混频器 ②场效应管混频器 ③二极管平衡混频器和环行混频器
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7.3 晶体三极管混频器
当UBB一定时,随ULm增加而单 调地增大,最终趋于最大值。
在实际晶体管混频电路中,一般均采用分压式偏置电路,因
此由于自给偏置效应,EBO 将自静态值向截止方向移动,相 应的gm也就比恒压偏压时的小,特别是当ULm较大时,自给 偏置效应将使gm(t)的方波导角减小,从而使gc 下降, (ULm)opt最佳本振幅.
其中时变静态电流：
f (U BB uL ) I c (t ) I c 0 I c1 cos ωLt I c 2 cos 2ωLt
式中Ic0、Ic1、Ic2分别表示集电极时变静态电流Ic(t)的 直流分量、基波和二次谐波分量的幅值。可按傅里 叶级数展开。
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7.1 概述
MC1596集成平衡调制器电路
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7.1 概述
MC1596集成平衡混频器电路
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7.1 概述
式中 U Im 与
K Usm U Lm 与带通滤波器的传输特性有关. 2
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7.1 概述
同理,当输入为调频波(FM)时,设:
us (t ) U sm cos(ωc t m f sin Ωt )
换为某一个固定的新的频率,称为中频(IF),而调制参数(调制
频率、调制系数等)都不改变,这种频率变换过程称为混频。
混频后得到的信号是中心频率固定的窄带信号。
图7-1.exe
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7.1 概述
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π/ 2
7.3 晶体三极管混频器
1.工作原理
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7.3 晶体三极管混频器
L1C1谐振于S，L2C2谐振于I L S 输入：uS U Sm cosSt 本振：uL U Lm cosLt uS 为小信号，uL为大信号得：U Lm U Sm
g m1 cos ωLt g m 2 cos 2ωLt )us
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7.2 时变参量电路的分析
I c 0 I c1 cos ω Lt I c 2 cos 2ω Lt U sm [ g m 0 cos ωs t 1 1 g m1 cos(ω L ω s )t g m1 cos(ω L - ωs )t 2 2 1 1 g m2 cos(2ω L ωs )t g m2 cos(2ω L-ωs )t ] 2 2
(c)
7.2 时变参量电路的分析
由公式可求得：
1 π g m1 g m (t ) cos ω Ltdωt π 2 π g m (t ) cos ω Ltdωt 0 2 10 sin ω Lt 0 20 (ms)
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由于us值很小,二次方以上各项可忽略,于是
ic f (U BB uL ) f ' (U BB uL )us I c (t ) gm (t )vs
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7.2 时变参量电路的分析
式中的f (U BB uL )和f '(U BB uL )分别为晶体管 偏压等于U BB uL时的集电极电流和跨导，称 为时变静态电流和时变跨导。
晶体管静态电流IC(t)和跨导gm(t)均随vL作周期变化
I c (t ) I c0 I c1 cosω Lt I c 2 cos 2ω Lt g m (t ) g m0 g m1 cosω Lt g m2 cos 2ωLt
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上式说明,在电流 ic中出现了很多新的组合频率, 其中(ωL+ωs)和(ωL-ωs)是很有用的成分。利 用这一原理,时变跨导电路常用于实现混频功能
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7.2 时变参量电路的分析
例1. 图解法： 晶体管特性如图(a)所示,已知UBB=1V, uL=cosωLt (v)。画出时变跨导gm(t)的波形,
输出：
uI (t ) U Im cos(ωI t m f sin Ωt )
输出仍为调频波,只是改变了载波,并没有影响瞬 时频率的变化规律.
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7.1 概述
双差分对平衡调制器电路
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中频振幅: I Imຫໍສະໝຸດ g m1 VSm , 2
I Im g m1 混频跨导g c : g c VSm 2
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7.3 晶体三极管混频器 gc由UBB+UL决定,而与
Us无关, gc越大,混频增益越高。 gc与电压UBB、ULm的关 系如图所示。
第7 章
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6
混 频
概述 时变参量电路的分析 晶体三极管混频器 场效应管混频器 晶体二极管混频电路 混频器的干扰
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7.1 概述
混频: 在本振信号参与下,将输入信号的频率或已调波信号载频变