课 程 设 计 报 告
课程名称 高频电路分析
系 别： 工程技术系
专业班级： 电信1001
学 号： 1009271009
姓 名： 常佳
课程题目： 混频器设计
完成日期： 2012.12.14
指导老师： 薛凯凯
20##年 10 月 14 日
高频课程设计论文—混频器的设计
目录
① 一.摘要................................................................................................................................ 1
② 二．概述.............................................................................................................................. 2
③ LC正弦波振荡器............................................................................................................. 3
④ 混频器原理..................................................................................................................... 4
⑤ 选频﹑放大电路............................................................................................................... 5
⑥ 三.方案分析......................................................................................................................... 6
⑦ 模拟乘法器电路.............................................................................................................. 7
⑧ 四.致谢................................................................................................................................. 8
⑨ 五.参考文献......................................................................................................................... 9
⑩ 六.附录 电路图................................................................................................................ 10
摘要：
混频器是微波集成电路接收系统中必不可少的部件。不论是微波通信、雷达、遥控、遥感、还是侦察与电子对抗，以及许多微波测量系统，都必须把微波信号用混频器降到中低频来进行处理。调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。本课题重点在于设计能给发射机电路提供稳定频率的混频器电子电路。超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，如AM 广播接收机将已调幅信号535KHZ-一1605KHZ要变成为465KHZ中频信号，电视接收机将已调48．5M一870M 的图象信号要变成38MHZ的中频图象信号。移动通信中一次中频和二次中频等。在发射机中，为了提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。用一个频率较低石英晶体振荡器做为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加、减、乘、除运算变换成射频，所以必须使用混频电路。通过后续的电路仿真和部分电路的调试，可以证明本课题的电路基本成熟，基本能完成语音信号的电压放大、频率调制和功率放大，达到发射距离的要求。发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。近年来,移动通信技术得到迅猛发展,在社会生活中扮演着越来越重要的角色。混频器是射频前端电路中实现频谱搬移的器件,是十分重要的模块。每个移动通信系统都要用到一个以上的混频器,其性能直接影响整个系统的性能
二.方案分析
混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。采用超外差接收后，调整方便，放大量﹑选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。混频器在一些发射设备中也是必不可少的。在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、 频谱分析仪等）的重要组成部分。 混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图1所示。 振荡器输出一频率为1f=10MHz、幅值0.2V＜mU1＜1V的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，2f=10MHz、幅值mU2=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz的正弦波信号。
对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。 混频电路的基本组成模型及主要技术特点： 混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。 混频电路的组成模型及频谱分析 
图a是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。当为接收机混频电路时，其中Us(t)是已调高频信号。Ul(t)是等幅的余弦型信号，而输出则是Ui(t)为中频信号。 混频电路的基本原理： 
^
图2中，Us(t)为输入信号，Uc(t)为本振信号。Ui(t)输出信号。
分析：当Ust=UsmcosUψ
则Up(t) = Us(t)Uc(t)
=UsmcosψstUcmcosψct
= Amcosψstcosψct
其中：Am=UsmUcm
对上式进行三角函数的变换则有
Up (t1) =AmtUcosψstcosψct：1/2Am[cos(ψs+ψc )t]
从上式可推出，Up(t)含有两个频率分量和为(ψc+ψS)，差为(ψC-ψS)。若选频网络是理想 上边带滤波器则输出为Ui(t)=1/2Am[cos(ψs+ψc )t]． 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：Ui(t)= ：1/2Am[cos(ψs-ψc )t]．
工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc >>ψS．
往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，Ui(t)= ：1/2Am[cos(ψs-ψc)t]为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。规定混频跨导的计算公式：混频跨导g：输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。 该电路由LC正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波与高频信号源所产生的8MHz正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz的正弦波信号
三.单元电路的工作原理
1.LC正弦波振荡器
本次设计采用LC电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振荡器。 三点式LC振荡器的相位平衡条件是φk+φf=2π，在LC谐振回路， Xcb=(Xbe+Xce)Xcb与Xbe﹑Xce性质相反，当Xbe﹑Xce为电容，Xcb就是电感；当Xbe﹑Xce为电感，Xcb就是电容。
在LC三点式振荡器电路中,如果要产生正弦波，必须满足振幅平衡条件：即满足A*F>1.
由相位平衡条件和振幅平衡条件可得：
选取60=β，故选用2N2222A三极管。2N2222A是NPN型三极管，属于低噪声放大三极管。本电路的三极管采用分压偏置电路，为了使三极管处于放大状态，必须满足：电流
电压
由此可以确定R1=5.1K，R3=2.2K，R4=2K。 正弦波的输出信号频率f=10MHz，电路图如图所示：
2模拟乘法器电路
用模拟乘法器实现混频，就是在xU端和yU端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图6所
混频原理框图
若Ux(t)=Uscosws Uy(t)=Uocoswot
则：Uc(t)=KVsVocoswstcoswot=1/2KVsV[cos(ws+wo)t+[cos(ws-wo)t]经带通滤波器后，取差频。
为所需中频
由MC1496 模拟乘法器构成的混频器电路如图7 所示。图中，LC正弦波振荡器输出的10MHz正弦波由10端（X输入端）注入，高频信号源输出的10MHz正弦波由一端（Y输入端）输入，混频后的中频电压由6端经π形带通滤波器输出，其中C17﹑L11﹑C11﹑C19构成一选频滤波回路，调节可变电阻Rp能使1﹑4脚直流电位差为零，可以减小输出信号的波形失真，使电路平衡。在2﹑3脚之间加接电阻，可扩展输入信号Us的线性范围。
MC1496构成的混频器
3．选频﹑放大电路连接如图8所示，晶体管选2SC945，R1﹑R2﹑Re组成支流偏置电路，L2﹑L3﹑C2﹑R构成并联谐振回路，其中R用来改变回路的Q值，C1为输入耦合电容，C3 为输出耦合电容，C7位晶体管发射极旁路电容，L1 ﹑C4﹑C5构成了一个去耦电路，用来消除电路之间的相互影响，R1 ﹑R2 提供电路的静态工作点
四.仿真测试
根据设计方案，应用计算机Multisim软件进行了模拟仿真。用示波器观察LC正弦波振荡器的输出，输出波形如图9所示。
图9 LC正弦波振荡器输出
波形
用示波器观察混频器输出信号，波形如图10所示。
图10 混频后的信号波形图
致谢：
本论文的工作是在我的指导老师薛凯凯开老师的悉心指导下完成的，薛老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢薛老师对我的关心和指导。老师悉心指导我们完成了课程设计工作在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助在此向薛老师表示衷心的谢意。在课程设计期间，我的组员对我论文中的提供相关的资料研究工作给予了热情帮助在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人爸爸、妈妈他们的理解和支持使我能够在校专心完成学业！
参考文献 :
[1] 谢嘉奎电子线路第4版北京高等教育出版社20##年6月
[2] 陈磊唐晓辉现代通信原理实验指导书桂林航天工业学校专科学校电子工程系20##年7月
[3] 于洪珍通信电子线路清华大学出版社20##年1月
[4] 阳昌汉高频电子线路学习与解题指导哈尔滨工程大学出版社20##年6月
[5] 熊伟Multisin7电路设计及仿真应用第一版清华大学出版社20##年7月 附录：
MC1496原理图
MC1496构成的混频器
第二篇：课程设计报告格式(空白)new
课 程 设 计 报 告
课程名称 微机原理与接口技术
系 别： 工程技术系
专业班级：
学 号：
姓 名：
课程题目：
完成日期： 2011-12-23
指导老师： 陈显明
20xx年12月23日
附件：
课程设计论文撰写的内容和要求
课程设计论文要求每个人写一份，字数要求3000～5000字。
涉及到计算机软件：学生要独立完成一个软件或较大软件中的一个模块，要有足够的工作量；要写出软件说明书，能够进行计算机演示和给出运算结果。
涉及到计算机硬件或电控装置：学生要独立完成一个完整的实验，要有完整的测试结果和实验数据，实验要有探索性，要写出使用说明书。
1、标题
标题应该简短、明确、有概括性。标题字数要适当，不宜超过20个字。如果有些细节必须放进标题，可以分成主标题和副标题。
2、论文摘要
论文摘要简要陈述研究课题的内容，创新见解和主要论点，中文摘要在200字左右。摘要的最后应列出关键词。
[3、目录
目录按三级标题编写（即：[一、…，1. …，（1）…]），要求标题层次清晰。目录中的标题应于正文中的标题一致。每一章节后应标明起始页码。课程设计的全部标题层次应有条不紊，整齐清晰。]
3、正文
正文包括绪论、正文主体与结论，其内容分别如下：
① 绪论：说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求；简述本课
题在国内外的发展概况及存在的问题；说明本课题的指导思想；阐述本课题应解决的主要问题。
② 方案：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及
所采用方案的特点。
③ 过程论述：指作者对自己的研究工作的详细表述。要求理论正确、论据确凿、
逻辑性强、层次分明、表达确切，
④ 结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，
得出结论或推论。
⑤ 结论：对整个研究工作进行归纳和综合，阐述本课题研究中尚存在的问题及
进一步开展研究的见解和建议。结论要写的概括、简短。
4、致谢
致谢应以简短的文字对在课程设计过程中曾给予帮助的人（如指导教师、
答疑教师及其他人员）表示自己的谢意。
5、参考文献
参考文献是课程设计论文中不可缺少的组成部分，所引用的文献必须是本人真
正阅读过的，近期发表的与设计或论文工作直接相关的文献。它反映课程设计论文的取材来源、材料的广博程度和材料的可靠程度，列入的主要的文献在3篇以上。
（1） 附录
附录是对于一些不宜放在正文中，但又直接反映完成工作的成果内容。如图纸、实验数据、计算机程序等材料附于课程设计论文之后，附录所包括的材料是课程设计论文的重要组成部分。]