三极管混频器 - 图文

1.3.2 方案二

此方案采用克拉泼振荡器，其原理电路如图1.6所示，图中Rb1、Rb2、Re组成分压式偏置电路； Cb、为隔直流电容； L和C1、C2、C3组成振荡回路，作为晶体管放大器的负载阻抗。电容C1相当于Xce，C2相当于Xbe，而电感和小电容C3相当于Xbc，故它符合三点式振荡器的组成原则。它属于电容三点式振荡器的一种改进型，此振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。此电路结构简单，产生频率稳定而且波形失真小，满足设计要求，所以本地振荡电路部分选择此方案

图1.6克拉泼振荡器原理电路

1.4 选频回路部分

所谓选频就是指从众多信号中选择出有用的信号、滤除无用的干扰信号，主要有并联谐振选频回路，其电路如图1.7所示，还有耦合谐振回路选频，这种电路比单调谐电路具有更好的选择性，具有更好的阻抗匹配功能，但是要求两个谐振回路的调谐频率相等，实现起来难度要高一些，而并联谐振选频回路电路结构简单，而且混频输出的信号频率为输入信号的差频项以及和频项，对于选频回路不要求太高的选择性，综合考虑所以选频回路部分的电路选择并联谐振选频回路电路。

图1.7选频回路电路

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2 硬件系统设计

由方案论证第一节可知整个系统由本地振荡电路、混频电路以及选频回路三部分组成，本地振荡电路产生本地振荡信号，混频电路实现两信号的相乘，选频回路选出所需的差频信号（中频信号）。

2.1 本地振荡电路

本地振荡器是本设计电路的重要部分，同时也是超外差式接收机的主要部分。其主要作用是将直流信号变为高频正弦信号，将产生的正弦高频信号与输入的高频调幅信号相乘得到f0+fs、f0-fs的信号，其中f0为正弦信号频率，f1为调幅信号频率，通过中频滤波器得到中频信号f0-fs。即本地振荡器主要是产生一个和调幅信号相乘的高频信号，通过信号相乘以得到新的频率，若振荡器不能够稳定工作，就会使产生的中频信号不稳，为此我们必须保证振荡器的稳定性，故这里采用高稳定度克拉泼振荡器。

2.1.1 振荡器基本原理

此次设计的振荡器属于反馈型振荡器，反馈型振荡器是通过正反馈联接方式实现等幅正弦振荡的电路。这种电路由两部分组成，一是放大电路，二是反馈网络，反馈振荡器构成方框图如图2.1所示。由图可知，当开关S在1的位置，放大器的输入端外加一定频率和幅度的正弦波信号，这一信号经放大器放大后，在输出端产生输出信号，若输出信号经反馈网络并在反馈网络输出端得到的反馈信号与输入信号不仅大小相等，而且相位也相同，即实现了正反馈。若此时除去外加信号，将开关由1端转接到2端，使放大器和反馈网络构成一个闭环系统，那么，在没有外加信号的情况下，输出端仍可维持一定幅度的电压输出，从而实现了自激振荡的目的。

2S1~??i U__放大器 ?A??o U_RL

??f U反馈网络 ?F图2.1反馈振荡器的组成方框图

为了使振荡器的输出为一个固定频率的正弦波，图2.1所示的闭合环路内必须含有选频网络，使得只有选频网络中心频率的信号满足反馈信号与输入信号相同的条件而产生自激振荡，对其它频率的信号不满足反馈信号与输入信号相同的

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条件而不产生振荡。选频网络可与放大器相结合构成选频放大器，也可与选频网络相结合构成选频反馈网络。

如上所述，反馈振荡器是把反馈电压作为输入电压，以维持一定的输出电压的。在电源接通振荡器时，电路内存在微弱的电扰动，如晶体管电流的突增、电路中的热噪声等等，这些电扰就构成原始的输入信号。又由于这些电扰动信号频率范围很宽，经过振荡电路中的选频网络，只将其中某一频率的信号反馈到放大器的输入端，而其它频率的信号将抑制掉。被放大后的某一频率分量经反馈加到输入端，幅度得到增大。这一“反馈——放大”的过程是一个循环的过程某一频率分量的信号将不断增长，振荡由小到大而建立起来。振荡建立起来之后，振荡幅度会无限制地增长下去吗？不会的，因为随着振荡幅度的增长，放大器的动态范围就会延伸到非线性区，放大器的增益将随之下降，振荡幅度越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态。

2.1.2 克拉泼振荡器原理

本设计中用的是克拉泼振荡器是LC电容三点式反馈式振荡器的一种改进形式，所以要使振荡器起振就必需满足LC三点式反馈式振荡器的起振条件。本振电路原理图如图2.2所示。通过我们对高频电路的学习知道，三点式反馈式振荡器的构成原则是：X1与X2的电抗性质相同，与X3的电抗性质则相反。凡是违反这一原则的电路不能产生振荡。对于本设计的克拉泼振荡器即X1与X2为容性

X3为感性

图 2.2本振电路原理图

2.1.3 参数选择及性能分析

本设计的本地振荡电路如图2.3所示，电路前一级为克拉泼振荡器属于晶体三极管共射组态，后一级一个射级跟随器，共基电路的特点是输入阻抗很低和输

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出阻抗很高，如果直接与混频电路相连对混频电路影响较大，而射级跟随器具有输入阻抗大，输出阻抗小的特点，加上这一级可以使本振电路对混频电路的影响减小。

图2.3本地地振荡电路

由图可知，晶体管发射极和电容C1、C2相连其阻抗性质相同，同为容性；集电极和C1、L1相连；基极和C2、L1及C7相连同理其电抗性质也是相反的，故此振荡器满足振荡条件，电路中电容C1、C2、可调电容C3以及电感L1构成，由于C1、C2远远大于可调电容C7，所以器振荡频率为：

f?当可调电容为最大即C7=300pF。

12?LC71

f?12?LC7?2?300?50?10?12.99MHz

10振荡器产生的频率为最小为12.99MHz＜16.455 MHz，当调小电容便可产生16.455 MHz的本振信号。

f?12?LC7?12?187?50?10?16.455MHz

10当可调电容C7=187pF时便可得到16.455 MHz的本地振荡信号。

电路中其它主要器件的参数：为了使晶体三级管工作在放大状态，基极偏置电阻R4=4K，R3=2K，R5=51K，R6=20K为了不产生产生间歇振荡，其关键在于使自偏压的变化速度和振荡幅度变化速度的相对要小一些。前者取决于自偏电路的放电时间常数，后者取决于振荡回路Q值。实践表明，如取

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