包括乘法器混頻實驗

一、 實驗目的
1． 進一步學習掌控把握變頻電子回路的相關課程課程理論。
2． 掌控把握包括乘法器混頻電子回路的作業原理和調節測試方法
二、實驗使用儀表器具
1．包括乘法器調幅、混頻模型塊
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實驗基礎原理與電子回路
1. LC振蕩電子回路的基礎原理
在通信技術中，經常需要將信號自某一頻率變換為另一頻率，一般用得較多的是把一個已調的高頻信號變成另一個較低頻率的同類已調信號。例如：在超外差中波接收機中，常天線接收到的高頻信號(載頻位于535 kHz～1605kHz中波波段各電臺的普通調幅信號) 經過變頻，變換成465KHz的中頻信號；在調頻廣播接收機中, 把載頻位于88 MHz～108MHz的各調頻臺信號變換為中頻為10.7MHz的調頻信號。完成這種頻率變換的電子回路稱變頻器，應用變頻器后，接收機的功能將得到提升。


混頻器的電子回路模型如圖 5-1所示。混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應管和乘法器。本振用來產生一個等幅的高頻信號U_L ，并與寫入信號US經混頻器后所產生的差頻信號經帶通濾波器濾出。目前，高重量的通信接收機廣泛應用二極管環形混頻器和由差分對管平衡調制器包括的混頻器，而在一般接收機（例如廣播收音機）中，為了簡化電子回路，還有應用簡便的三極管混頻器，本實驗應用包括乘法器實行混頻器作業特性實驗。
混頻器主要技術功能數值參考規格有：
混頻增益K_Pc
所謂混頻增益K_Pc是指混頻器輸出的中頻信號功率（W）P_i與寫入信號功率（W）P_s之比。

噪聲系數N_F
混頻器由于處于接收機電子回路的前端，對整機噪聲功能的影響很大，所以減小混頻器的噪聲系數是至關重要的。

混頻失真與干擾
混頻器的失真有頻率失真和非線性失真。此外，由于器件的非線性還存在著結合頻率干擾。這些結合頻率干擾往往是伴隨有用信號而存在的，嚴重地影響混頻器的正常作業。因此，如何減小失真與干擾是混頻器研究中的一個重要問題。
選用性
所謂選用性是指混頻器選取出有用的中頻信號而濾除其他干擾信號的能力。選用性越好輸出信號的頻譜純度越高。選用性主要取決于混頻器輸出端的中頻帶通濾波器的功能。

2.實驗電子回路
包括乘法器混頻電子回路如圖5-2所示，
說明：為多加模型塊功能，本模型塊已改進為"乘法器混頻、調幅"模型塊，除保留原包括乘法器調幅功能外，另加入包括乘法器混頻功能。
當實行包括乘法器混頻實驗時，把J2、J3、J5、J8、J9上的跳線塊放置于1-2位置，將J1上的跳線塊改插于2-3位置，（J4、J6、J7不插跳塊）；IN1、IN3分別寫入10.245 MHz與10.7MHz高頻正弦波，IN2空閑。
本實驗的混頻輸出中頻為：Fi=F_L-Fs=10.7MHZ-10.245MHZ=455KHZ，經455KHZ陶瓷濾波器濾波后輸出。


圖5-2 包括乘法器調幅、混頻模型塊電子回路

四、實驗內容
1.用示波器查看寫入輸出波動線；
2.用頻率計測量混頻器寫入輸出頻率；
3.用示波器查看寫入波動線為調幅波時的輸出波動線。
五、實驗步驟
1.中頻頻率查看
在實驗箱主板上插上包括乘法器混頻電子回路實驗模型塊，LC、晶體正弦波振蕩電子回路實驗模型塊，接通實驗箱上電源開關電源指標燈點亮。
將LC、晶體正弦波振蕩電子回路接成晶體正弦波振蕩電子回路，輸出10.7MHz正弦信號，并將此信號接入包括乘法器混頻電子回路實驗模型塊的IN3端。
經過調節高頻信號源，產生10.245MHz左右的正弦信號作為本振信號接入包括乘法器混頻電子回路實驗模型塊的IN1端。
調節兩個信號的大小和W1，用示波器查看 TPO11點輸出波動線，并用頻率計測量OUT端頻率，應有455KHZ的混頻后信號輸出。微調高頻信號源上的可變電容，使輸出信號幅值最大、失真最小。
（注意：當改變高頻信號源的頻率時，輸出中頻 P03的波動線作何改變，為什么？）
2. 混頻的綜合查看(選做項目，需用2塊包括乘法器調幅、混頻電子回路實驗模型塊)
在實驗箱主板上插上一塊包括乘法器調幅、混頻電子回路模型塊，接通實驗箱上電源開關電源指標燈點亮。
插上另一塊包括乘法器幅度調制電子回路實驗模型塊，并按實驗1的實操步驟產生10.7MHz調幅信號，并接入第一塊包括乘法器混頻電子回路實驗模型塊IN3端，將高頻信號源產生的10.245MHz本振信號接入IN1端。
調節兩個信號的大小和W1，用示波器查看 TPO11點的輸出波動線，特別注意查看TPI1和TP3兩點波動線的包絡是否一致。

六、實驗報告要求
1．按照查看成果，測繪制作所需要的波動線圖，并作解析。
2．歸納并總結信號混頻的過程。
3．總結由本實驗所獲取的體會