实验二 晶体三极管混频电路实验
一. 实验目的
1.理解变频电路的相关理论。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。 二. 实验使用仪器
1．三极管混频电路实验板 2．200MH泰克双踪示波器 3 .FLUKE万用表 4. 频谱分析仪（安泰信） 5. 高频信号源 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。完成这种频率变换的电路称变频器。
2.实验电路
晶体三极管混频电路实验 电路如图2-2所示。 本振电压UL频率为(10.7MHz)从晶体管的发射极e输入，信号电压Us(频率为10.245MHz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(Fi=FL-Fs)信号由晶体三极管的集电极输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频Fi上，本实验的中频Fi=FL-Fs=10.7MHZz-10.245MHz=455KHz。
晶体三极管混频电路 R5RW1C2*B2LED1C4 C5CV R1K+12TP3OUT TP1C1 JIN1 C3 TP2IN2R4R2R3A8-0808 电容C1是隔直电容，滑动变阻器RW1和电阻R1,R2是晶体管基极的直流
电路基本原理：
偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R3是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证混频器电路正常工作，并有一定的功率增益。通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流电流放大倍数?，从而增大混频器电路的变频增益。但Ie过大，混频电路的噪声系数会急剧增加。对于混频器电路，一般控制Ie在0.2-1mA之间。电阻R4是混频器的负载电阻。电容C3，C4是混频器直流电源的去耦电容。
同时混频电路的电压增益还和本振信号的幅度有关。输入信号幅度不变时，逐渐增加本振信号的幅度，刚开始由于本振信号的幅度较小，晶体管的变频跨导较小，此时随着本振信号幅度的增加，晶体管的变频跨导也逐渐增加，混频器的变频增益逐渐增加。当本振信号幅度达到一定大小时，再增加本振信号的幅度，晶体管工作点的变化更加剧烈，晶体管的变频跨导就会逐渐下降，混频器的变频增益也逐渐下降，并且混频器的噪声系数会大大增加。
当本振信号的幅度一定时，随着输入信号幅度的增加，混频器的变频增益 也会逐渐下降。
要注意的是：混频器只是实现频谱的搬移而不会改变原来输入信号的波形和频谱，原来输入的是调频波则混频输出的还是调频波；原来输入的是调幅波则混频输出的还是调幅波，只是载波的中心频率发生了变化。
四、实验内容
1.用示波器观察混频器的输入输出信号的波形； 2.用示波器测量混频器输入输出信号的频率； 3. 测量混频器的变频增益和1dB压缩点。
4. 用示波器观察输入波形为调幅波和调频波时，混频器的输出波形。
五、实验数据纪录及分析
1. 仿真
参照实验电路原理图，晶体管选择9013（模型参数同实验一），输入信号 的频率在10MHz以上，本振信号的频率也在10MHz以上，两者的频率差在455KHz，仿真观察输出信号的波形。 仿真电路图如下：
CH1为输出信号波形，CH2为输入信号。
在仿真过程中增加射极电流Ie的值，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度）
输入幅值：50mV Ie(mA) 输出幅值(mV) 变频增益(倍) 0.45 269 0.50 316 0.606 372 0.682 406 5.38 6.32 7.44 8.12
仿真可看出混频增益随Ie增大而增大。在仿真中失真与噪声都不明显。
在仿真过程中增加本振信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度） 本振幅度(mV) 输出幅度(mV) 变频增益(倍) 400 229 4.58 600 261 5.22 800 249 4.98 2000 181 3.62 由仿真可以看出变频增益在本振幅度小于600mV时随着本振信号幅度增大而增大，在大于600mV之后，随着本振幅度增啊而减小。在仿真中看不出输出波形噪声与失真度的明显变化。
在仿真过程中增加输入信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度） 输入幅度(mV) 输出幅度(mV) 20 94.4 50 232 4.64 100 278 2.78 200 316 2.63 变频增益（倍） 4.72 由仿真数据能看出变频增益随输入信号幅度增大而减小。