辽宁工学院高频电子线路课程设计（论文）题目：二倍频器院（系）：信息科学与工程学院系专业班级：通信034学号：030305105学生姓名：包海全指导教师：教师职称：起止时间：2006.6.19—2006.6.30目录第一章二倍频器的工作原理 ............................................................ 第二章二倍频器的的主要质量指标................................................ 第三章晶体管二倍频器的分析 ........................................................ 第四章二倍电路设计与参数计算………………………………………………………………第五章总体框图与电路…………………………………….参考文献第一章二倍频器的工作原理二倍频器是把高频信号经过频率变换，变为一个固定频率。

这种频率变换常是将已调高频信号的载波频率从高频变为更高频，同时必须保持其调制规律不变。

具有折中作用的电路成为混频电路或变频电路或二倍频电路，既称二倍频电路。

输入高频调幅波v s的载波频率范围为1.7~6MHz，与本振等幅波v0的频率范围为2.165~6.46MHz，经过混频后，输出频率为（2.165~6.465）MHz+（1.7~6）MHz=（3.7~12）MHz的更高频调幅波v i。

输出的更高频调幅波与输入的高频调幅波的调制规律完全相同。

即变频前与变频后的频谱结构相同，只是中心频率有fs 改变为fi。

即产生了频谱搬移。

但应注意，更高频已调信号的上、下边频搬移到更高频位置后，分别成了下、上边频。

在实际应用中也可能将高频信号变为固定的中频信号。

这时，同样只是把已调高频信号的载波频率变为中频，但调制规律保持不变。

在频谱上也只是把已调波的频谱从高频位置搬移到中频位置，各频谱分量的相对大小和相互间距并不发生变化。

输出的中频可以取本振信号频率与输入信号频率的和频，也可以他们的差频。

假定输入到二倍频器的两个信号都是正弦波，且二倍频器的伏安特性为v b b b v i 2210++=则将 t t V VV V V mssm s ωω000cos cos +=+=即得)]cos()[cos(2cos 21212cos 2121cos cos 0002022220222201010ωωωωωωωωs s m sm om om smms t t t t t i V V b V b V b V b V b b b b -+++++++++=因此，当两个不同频率的高频电压作用于非线性器时，电流中不仅包含基波（ωs ，ω0）成分，同时由于平方顶的存在，还产生了许多新的频率成分。

通常，振幅为V V b m sm 02且与输入信号的电压振幅成正比的和频量（ω0+ωs ）就是变频所需要的中频成分ωi 。

只要在输出端接上一个中心频率为ωi 的滤波器网络，就能选出高频成分，而滤除掉其他成分。

以上是假设v s 是正弦波的情况。

如果v s 是调幅波，即它的振幅V sm按照调制规律而变化，则可知，输出高频电流t s m sm V V b )cos(002ωω+的振幅与V sm 成正比，即按照同样调制规律而变化。

这样，就完成了变频作用。

第二章 二倍频器的主要质量指标1 变频增益 二倍频器输出电压振幅V im 与高频输入信号电压振幅Vsm之比，成为变频电压增益或变频放大倍数，表示如下：变频电压增益VV A smim vc =另一种表示方法为：P P A pc si 高频输入信号功率更高频输出信号功率=显然，边频增益高对提高接收机的灵敏度有利。

2 失真和干扰 失真 有频率失真和非线性失真。

由于非线性还会产生组合频率、交叉调制与互相调制、阻塞和易倒混频干扰。

这些是二倍频器产生的特有干扰。

3 选择性 接收有用信号，排除干扰信号的能力决定于高频输出回路的选择性是否良好。

4 噪声系数 二倍频器的噪声系数对接收设备的总噪声系数影响很大，应尽量低。

这就要求很好的选择所用器件和工作点电流。

第三章 晶体管二倍频器的分析加上信号电压v s 和震荡电压v 0后，晶体管的转移特性曲线如图所示。

由于信号电压v s 很小，无论它工作在特性曲线的哪个区域，都可以认为特性曲线是线性的。

而由于本振信号v 0很大，在混频过程中，混频管的跨导是按v 0的角频率ω0周期性的变化的。

这时集电极电流i c 和输入电压v BE 可写成如下函数关系： )()(0v v v v s BB BE f f i ++==其中v BB 为直流偏置电压。

若信号电压v s 远远小于本振电压v 0，则得：tt t t t s cm cm cg g g I I I iωωωωωcos ·....)cos cos (....)2cos cos (V sm 020102010+++++++=若更高频频率和频ωi =ω0+ωs ，则由上式可得出更高频电流分量为：t s sigVi )cos(201ωω+=其本振振幅为21gVI si=输出的更高频电流振幅I i 与输入的高频信号电压振幅v s 之比，成为变频跨导g c ，有g VI g isi c21==晶体管的跨导g （t ）随本振信号v 0做周期性变化，可表示成....cos cos )(021+++=t t t g g g g ωω式中tdt t g T T Tg ⎰=2201cos )(2ω g （t ）是个复杂的函数，想用式的积分关系求出g 1很困难的。

晶体管的跨导g 与v BE 的关系曲线如图所示。

设直流工作点选在曲线的线性部分的中间Q 点处。

同时认为，在本振电压v 0的作用下，跨导不超过现行范围Q 点处。

因此式t t g g g ω1cos )(+=式中，g 0为工作点的跨导 又图可见22min1gg ggmasmas=-=而Q 点为22min0gg gg masmas=+=所以，当g mas 》g min 时，可得21ggg mas==即在数值上，g 1可看成等于工作点的跨导g 0。

因而变频跨导42121010g g g g mas ==实验证明)26(1`26)7.0~35.0(2r I Ig b b E T s Eωω+=式中，ωr 为晶体管的特征角频率；I E 为工作点电流。

晶体管用做放大器时，工作点可选在g mas 附近，以得到较高的电压和功率增益；用做混频器时，又式可知，g c 仅有g mas 的1/4。

因此，在负载相同情况下，变频电压增益和功率增益分别只有作用放大器时电压和功率增益的1/4和1/16。

知道了变频跨导g c ，即可求出变频电压增益和变频功率增益，如图所示的晶体管耳倍频器的等效电路。

第四章 二倍频器电路设计与电路参数计算一 确定电路形式设计一个二频器。

根据题意要求（输入信号频率1MHz ，幅度为500mF ）主要元件有17.8MHz 的晶振、10.7MHz 高频变压器、6.5MHz 高频变压器，主要技术指标：工作频率f=6.5MHz ，输出功率P0=0.3W （R L =8Ω）高频频率f2=10.7MHz ，灵敏度为10V μ。

选如图所示的电路，其中输入耦合回路电路直接采用6.5MHz 电视半音高频变压器，本振振荡器为17.8MHz 的晶振与三极管T 2组成的考毕慈电路，微调电容C 4可以是本振频率为17.2MHz ；三极管T 1与高频变压器T rF 1组成二倍频器，输出10.7MHz 高频信号。

二 设置静态工作点为使二倍频器管子T 1易进入线性区，T 1的静态工作点Q1应较低，取mA I Q C 4.01=，Ω=-+=Ω=+==Ω=====K K V V V RVV V V RI V I V RIV RV V QB QB Q E QCE Q C Q E BQ QC QE Q E QCE 812267.050060,5.3,421111111112113111ββ）（，则设 为使本振振荡器易于起振且输出电压较大，晶体管T 2的静态工作点Q2比Q1要高，取mA I Q C 6.02=Ω=+-+=Ω=-+=Ω=+==Ω=====833)()(471567.03360,5.3,422211722222422125226222I V V V V R R V V V V R I V IV R I V R V VQC Q E Q CE Q E CE QB QB Q E Q CE QC Q E BQQ C Q E Q E Q CE K K V V V ββ）（，则设 电阻R 8的作用是降低变频级中晶体管的静态工作点并滤除电源纹波。

R 8可又下式计算Ω++-=K I I V V V R Q C Q C Q E Q CE CC 8.1)(21118三 确定交流信号通路的元件参数输入回路的电容C 1取100pF ，调整磁心位置使回路谐振频率为6.5MHz 。

本机振荡器的C 4取值为20/5pF 的可变电容，为满足C 4〈〈C 7C 4〈〈C 5，取C 7=100pF ，C 5=510pF 。

C 2、C 6为高频旁路电容，取值为0.02F μ。

本振电压输出耦合电容C 3取值几十pF 至几百pF 。

注意在电路不起振时，可以改变晶体管静态工作点及参数。

本振的输出电压不能太低，一般500mV 。

第五长 总体电路框图与电路一 总体框图二总体电路电路说明：输入频率与输出频率为2倍关系的调制方法和规律保持不变。

第六章设计总结本次实验我做的是二倍频器，在做之前我对个部分做了系统的了解使我对个部分的功能有了很好的认识，虽然在做的过程中遇到了很多困难，比如在选用振荡器是不只选用哪个，并且在确定参数时调试了很多次才得到了一个满意的结果。

通过这次试验使我对二倍频器的工作原理有了一个很好的认识，并把平时所学的知识得到了一次很好的应用。

参考文献[1] 《常用电子电器电路精选》曲学基电子工业出版社1991年[2] 《电子技术课程设计》彭介华高等教育出版社1997年[3] 《现代电子技术实践课程指导》谢云、易波机械工业出版社2003年[4] 《电子技术实验与课程设计》蔡忠法浙江大学出版社2003年[5] 《电子工艺实习教程》毕满清国防工业出版社2003年。