河南理工大学高频电子线路课程设计
其中：Am?UsmUcm
对上式进行三角函数的变换则有
?c??s)t?cos(?c-?s)t] Up?t1??Am cos?stcos?ct：12Am [cos(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
?c??s ]t． 上边带滤波器则输出为Ui(t)?1Amcos[2若选频网络是理想下边带滤波器则输出：
Ui(t)?1Amcos[?c-?s]t．
2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
?c-?s]t为接收机的中频信号。络为下边带滤波器，则输出为差频信号，Ui(t)?1Amcos[2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。混频器电路如图3所示。
图3 混频器电路图
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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?k??F?2?，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：
R11??i??
FFF选取??60，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
IB??5~10?IBQ
电压
1??1UB??~?Ucc
3??5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，电路连接如图4所示
图4 LC正弦波振荡器
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R1﹑R2﹑R4组成支流偏置电路，R5是集电极负载电阻，L2﹑CT﹑C﹑C4构成并联回路，其中R6用来改变回路的Q值，C1﹑C3为耦合电容，L1﹑C6﹑C5构成了一个去耦电路，用来消除电路之间的相互影响。其交流通路如图5所示。
图5 交流通路图
根据设计要求，正弦波振荡器输出频率为10MHz，故由此可以大概确定L2﹑C4﹑CT的数值，再通过仿真进行调试最终确定其参数。电路的谐振频率为
11??10.1MHz，静态 f??6?122?L2??C4//CT?2?3.1410?10?350?10?7%R15.1?12??982.3mv，基本符合设求。工作点为VB?12?
R1?R2?R35.1?2.2?100?55%2．模拟乘法器电路
用模拟乘法器实现混频，就是在Ux端和Uy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所示：
Ux Uc U0 通频带滤波器
Ug 图6 混频原理框图
若Ux?t??Uscosws Uy?t??U0cosw0t
1KVsV0?cos?w0?ws?t?cos?w0?ws?t? 2则Uc?t??KVsV0coswstcosw0t?经带通滤波器后，取差频
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V0?t??1KVsV0cos?w0?ws?t w02?ws?wi为所需要的中频频率。
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?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。
图7 MC1496构成的混频器
3．选频﹑放大电路
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。
其中电路的谐振频率为
f?11??1.99MHz
?12?6?62?C2??L2?L3?2?3.14510?10?10?10?2.43?10??静态工作点为 VB?12?R26.2?12??3.51V。
R1?R215?6.2
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图8 选频﹑放大电路
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