混频器仿真实验报告.doc

混频器仿真实验报告
实验目的
(1)加深对混频理论方面的理解,提高用程序实现相关信号处理的能力;
(2)掌握multisim实现混频器混频的方法和步骤;
(3)掌握用muitisim实现混频的设计方法和过程,为以后的设计打下良好的基础。
实验原理以及实验电路原理图
(一).晶体管混频器电路仿真
本实验电路为AM调幅收音机的晶体管混频电路,它由晶体管、输入信号源V1、本振信号源V2、输出回路和馈电电路等组成,中频输出465KHz的AM波。
电路特点:(1)输入回路工作在输入信号的载波频率上,而输出回路则工作在中频频率(即LC选频回路的固有谐振频率fi)。(2)输入信号幅度很小,在在输入信号的动态范围内,晶体管近似为线性工作。(3)本振信号与基极偏压Eb共同构成时变工作点。由于晶体管工作在线性时变状态,存在随UL周期变化的时变跨导gm(t)。
工作原理:输入信号与时变跨导的乘积中包含有本振与输入载波的差频项,用带通滤波器取出该项,即获得混频输出。
在混频器中,变频跨导的大小与晶体管的静态工作点、本振信号的幅度有关,通常为了使混频器的变频跨导最大(进而使变频增益最大),总是将晶体管的工作点确定在:UL=50~200mV,IEQ=~1mA,而且,此时对应混频器噪声系数最小。
(二).模拟乘法器混频电路
模拟乘法器能够实现两个信号相乘,在其输出中会出现混频所要求的差频(ωL-ωC),然后利用滤波器取出该频率分量,即完成混频。
与晶体管混频器相比,模拟乘法器混频的优点是:输出电流频谱较纯,可以减少接收系统的干扰;允许动态范围较大的信号输入,有利于减少交调、互调干扰。
实验内容及记录
(一).晶体管混频器电路仿真
1、直流工作点分析
使用仿真软件中的“直流工作点分析”,测试放大器的静态直流工作点。
注:“直流工作点分析”仿真时,要将V1去掉,否则得不到正确结果。因为V1与晶体管基极之间无隔直流回路,晶体管的基极工作点受V1影响。若在V1与Q1之间有隔直流电容,则仿真时可不考虑V1的存在。
2、混频器输出信号“傅里叶分析”
选取电路节点8作为输出端,对输出信号进行“傅里叶分析”,参数设置为:
基频5KHz,谐波数为120,,线性纵坐标
请对测试结果进行分析。在图中指出465KHz中频信号频谱点及其它谐波成分。
注:傅里叶分析参数选取原则:频谱横坐标有效范围=基频×谐波数,所以这里须进行简单估算,确定各参数取值。
由图表可以看出,频率为465KHz的信号电压值最大,越靠近465KHz的谐波分量,电压越大。
(二).模拟乘法器混频电路
1、混频输入输出波形测试
在仿真软件中构建如图二所示模拟乘法器混频电路,启动仿真,观察示波器显示波形,分析实验结果。
在示波器上看,A通道为第一个乘法器的输出信号,B通道为第二个乘法器的输出