集成乘法器混频实验

一、实验目的
1．进一步学习变频电路的相关理论。
2．掌握集成乘法器混频电路的工作原理和调试方法
二、实验使用仪器
1．集成乘法器调幅、混频模块
2．20MH双踪示波器
3.万用表
三、实验基本原理与电路
1.LC振荡电路的基本原理
在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号。例如：在超外差中波接收机中，常天线接收到的高频信号载频位于535 kHz～1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号通过变频，变换成465KHz的中频信号；在调频广播接收机中,把载频位于88 MHz～108MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号。完成这种频率变换的电路称变频器，采用变频器后，接收机的性能将得到提高。


混频器的电路模型如图5-1所示。混频器常用的非线性器件有二管、三管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号UL，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，还有采用简单的三管混频器，本实验采用集成乘法器进行混频器工作特性实验。
混频器主要技术指标有：
混频增益KPc
所谓混频增益KPc是指混频器输出的中频信号功率Pi与输入信号功率Ps之比。

噪声系数NF
混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关重要的。

混频失真与干扰
混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外，由于器件的非线性还存在着组合频率干扰。这些组合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响混频器的正常工作。因此，如何减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。
选择性
所谓选择性是指混频器选取出有用的中频信号而滤除其他干扰信号的能力。选择性越好输出信号的频谱纯度越高。选择性主要取决于混频器输出端的中频带通滤波器的性能。

2.实验电路
集成乘法器混频电路如图5-2所示，
说明：为增加模块功能，本模块已改进为乘法器混频、调幅模块，除保留原集成乘法器调幅功能外，另加入集成乘法器混频功能。
当进行集成乘法器混频实验时，把J2、J3、J5、J8、J9上的跳线块置于1-2位置，将J1上的跳线块改插于2-3位置，（J4、J6、J7不插跳块）；IN1、IN3分别输入10.245 MHz与10.7MHz高频正弦波，IN2空闲。
本实验的混频输出中频为：Fi=FL-Fs=10.7MHZ-10.245MHZ=455KHZ，经455KHZ陶瓷滤波器滤波后输出。


图5-2集成乘法器调幅、混频模块电路

四、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。
五、实验步骤
1.中频频率观测
在实验箱主板上插上集成乘法器混频电路实验模块，LC、晶体正弦波振荡电路实验模块，接通实验箱上电源开关电源指标灯点亮。
将LC、晶体正弦波振荡电路接成晶体正弦波振荡电路，输出10.7MHz正弦信号，并将此信号接入集成乘法器混频电路实验模块的IN3端。
通过调整高频信号源，产生10.245MHz左右的正弦信号作为本振信号接入集成乘法器混频电路实验模块的IN1端。
调整两个信号的大小和W1，用示波器观测TPO11点输出波形，并用频率计测量OUT端频率，应有455KHZ的混频后信号输出。微调高频信号源上的可变电容，使输出信号幅值z大、失真z小。
（注意：当改变高频信号源的频率时，输出中频P03的波形作何变化，为什么？）
2.混频的综合观测选做项目，需用2块集成乘法器调幅、混频电路实验模块
在实验箱主板上插上一块集成乘法器调幅、混频电路模块，接通实验箱上电源开关电源指标灯点亮。
插上另一块集成乘法器幅度调制电路实验模块，并按实验1的操作步骤产生10.7MHz调幅信号，并接入第yi块集成乘法器混频电路实验模块IN3端，将高频信号源产生的10.245MHz本振信号接入IN1端。
调整两个信号的大小和W1，用示波器观测TPO11点的输出波形，特别注意观察TPI1和TP3两点波形的包络是否一致。

六、实验报告要求
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。
3．总结由本实验所获得的体会

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