教學(xué)設(shè)備

集成乘法器混頻實(shí)驗(yàn)

 
一、      實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1． 進(jìn)一步學(xué)習(xí)變頻電路的相關(guān)理論。
2． 掌握集成乘法器混頻電路的工作原理和調(diào)試方法
二、實(shí)驗(yàn)使用儀器
1．集成乘法器調(diào)幅、混頻模塊
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實(shí)驗(yàn)基本原理與電路
1. LC振蕩電路的基本原理
在通信技術(shù)中，經(jīng)常需要將信號(hào)自某一頻率變換為另一頻率，一般用得較多的是把一個(gè)已調(diào)的高頻信號(hào)變成另一個(gè)較低頻率的同類已調(diào)信號(hào)。例如：在超外差中波接收機(jī)中，常天線接收到的高頻信號(hào)(載頻位于535 kHz～1605kHz中波波段各電臺(tái)的普通調(diào)幅信號(hào)) 通過變頻，變換成465KHz的中頻信號(hào)；在調(diào)頻廣播接收機(jī)中, 把載頻位于88 MHz～108MHz的各調(diào)頻臺(tái)信號(hào)變換為中頻為10.7MHz的調(diào)頻信號(hào)。完成這種頻率變換的電路稱變頻器，采用變頻器后，接收機(jī)的性能將得到提高。

 
混頻器的電路模型如圖 5-1所示。混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和乘法器。本振用于產(chǎn)生一個(gè)等幅的高頻信號(hào)U_L ，并與輸入信號(hào)US經(jīng)混頻器后所產(chǎn)生的差頻信號(hào)經(jīng)帶通濾波器濾出。目前，高質(zhì)量的通信接收機(jī)廣泛采用二極管環(huán)形混頻器和由差分對(duì)管平衡調(diào)制器構(gòu)成的混頻器，而在一般接收機(jī)（例如廣播收音機(jī)）中，為了簡化電路，還有采用簡單的三極管混頻器，本實(shí)驗(yàn)采用集成乘法器進(jìn)行混頻器工作特性實(shí)驗(yàn)。 
混頻器主要技術(shù)指標(biāo)有：
混頻增益K_Pc
所謂混頻增益K_Pc是指混頻器輸出的中頻信號(hào)功率P_i與輸入信號(hào)功率P_s之比。

噪聲系數(shù)N_F
混頻器由于處于接收機(jī)電路的前端，對(duì)整機(jī)噪聲性能的影響很大，所以減小混頻器的噪聲系數(shù)是至關(guān)重要的。
 
混頻失真與干擾
     混頻器的失真有頻率失真和非線性失真。此外，由于器件的非線性還存在著組合頻率干擾。這些組合頻率干擾往往是伴隨有用信號(hào)而存在的，嚴(yán)重地影響混頻器的正常工作。因此，如何減小失真與干擾是混頻器研究中的一個(gè)重要問題。
選擇性
所謂選擇性是指混頻器選取出有用的中頻信號(hào)而濾除其他干擾信號(hào)的能力。選擇性越好輸出信號(hào)的頻譜純度越高。選擇性主要取決于混頻器輸出端的中頻帶通濾波器的性能。
 
2.實(shí)驗(yàn)電路
集成乘法器混頻電路如圖5-2所示，
說明：為增加模塊功能，本模塊已改進(jìn)為“乘法器混頻、調(diào)幅”模塊，除保留原集成乘法器調(diào)幅功能外，另加入集成乘法器混頻功能。
當(dāng)進(jìn)行集成乘法器混頻實(shí)驗(yàn)時(shí)，把J2、J3、J5、J8、J9上的跳線塊置于1-2位置，將J1上的跳線塊改插于2-3位置，（J4、J6、J7不插跳塊）；IN1、IN3分別輸入10.245 MHz與10.7MHz高頻正弦波，IN2空閑。
本實(shí)驗(yàn)的混頻輸出中頻為：Fi=F_L-Fs=10.7MHZ-10.245MHZ=455KHZ，經(jīng)455KHZ陶瓷濾波器濾波后輸出。

 
圖5-2 集成乘法器調(diào)幅、混頻模塊電路
 
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.用示波器觀察輸入輸出波形；
2.用頻率計(jì)測(cè)量混頻器輸入輸出頻率；
3.用示波器觀察輸入波形為調(diào)幅波時(shí)的輸出波形。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
   1.中頻頻率觀測(cè)
在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上集成乘法器混頻電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，LC、晶體正弦波振蕩電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。
將LC、晶體正弦波振蕩電路接成晶體正弦波振蕩電路，輸出10.7MHz正弦信號(hào)，并將此信號(hào)接入集成乘法器混頻電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊的IN3端。
通過調(diào)整高頻信號(hào)源，產(chǎn)生10.245MHz左右的正弦信號(hào)作為本振信號(hào)接入集成乘法器混頻電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊的IN1端。
調(diào)整兩個(gè)信號(hào)的大小和W1，用示波器觀測(cè) TPO11點(diǎn)輸出波形，并用頻率計(jì)測(cè)量OUT端頻率，應(yīng)有455KHZ的混頻后信號(hào)輸出。微調(diào)高頻信號(hào)源上的可變電容，使輸出信號(hào)幅值最大、失真最小。
（注意：當(dāng)改變高頻信號(hào)源的頻率時(shí)，輸出中頻 P03的波形作何變化，為什么？）
 2. 混頻的綜合觀測(cè)(選做項(xiàng)目，需用2塊集成乘法器調(diào)幅、混頻電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊)
在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上一塊集成乘法器調(diào)幅、混頻電路模塊，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。
插上另一塊集成乘法器幅度調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，并按實(shí)驗(yàn)1的操作步驟產(chǎn)生10.7MHz調(diào)幅信號(hào)，并接入第一塊集成乘法器混頻電路實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊IN3端，將高頻信號(hào)源產(chǎn)生的10.245MHz本振信號(hào)接入IN1端。
調(diào)整兩個(gè)信號(hào)的大小和W1，用示波器觀測(cè) TPO11點(diǎn)的輸出波形，特別注意觀察TPI1和TP3兩點(diǎn)波形的包絡(luò)是否一致。
 
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，繪制所需要的波形圖，并作分析。
2．歸納并總結(jié)信號(hào)混頻的過程。
3．總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲得的體會(huì)