Chapter4_變頻器干擾

1、 由于混頻器是依靠非線性元件來實現(xiàn)變頻，而通過非線性元件由于混頻器是依靠非線性元件來實現(xiàn)變頻，而通過非線性元件的信號將含有許多頻率成份的信號將含有許多頻率成份 cLqfpf , (p , q=0,1, 2,3,.)uc(f c)uL(f L)uI(f I)un(f n)非線形元件非線形元件中頻濾波器中頻濾波器uo( )cLqfpf 如果設輸入信號為如果設輸入信號為 )(ccfu,本振頻率信號為本振頻率信號為 )(LLfu則通過則通過 非線性元件的信號非線性元件的信號 cLoqfpfu，其中，其中 2 , 1 , 0, qp而這些組合頻率的信號中只要和中頻頻率而這些組合頻率的信號中只要和中頻頻率

2、 fI=fL-fc相同或接近，都會和有相同或接近，都會和有用信號一起被選出，并送到后級中放，經(jīng)放大后解調輸出而引起串音，用信號一起被選出，并送到后級中放，經(jīng)放大后解調輸出而引起串音，嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號的正常工作。嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號的正常工作。 BfI第六節(jié)第六節(jié) 混頻器的干擾與失真混頻器的干擾與失真 如果設輸入信號為如果設輸入信號為 )(ccfu,本振頻率信號為本振頻率信號為 )(LLfu一般混頻器存在下列干擾：一般混頻器存在下列干擾： (1)干擾哨聲：干擾哨聲：接收的射頻信號接收的射頻信號 )(ccfu與本振信號與本振信號 )(LLfu的自身組合干擾，即的自身組合

3、干擾，即 BfqfpfcL21I )(nnfu(2)副波道干擾：副波道干擾：外來干擾信號外來干擾信號 與本振信號與本振信號 )(LLfu的組合頻率產生的干擾的組合頻率產生的干擾 BfqfpfnL21I )(ccfu(3)交叉調制干擾：交叉調制干擾：有用信號有用信號 與干擾信號與干擾信號 )(nnfu混頻產生的干擾。混頻產生的干擾。 (4)互調干擾：互調干擾：指兩個或多個信號同時作用在混頻器指兩個或多個信號同時作用在混頻器輸入端，經(jīng)混頻產生的組合分量而形成的干擾。輸入端，經(jīng)混頻產生的組合分量而形成的干擾。 (5)阻塞干擾阻塞干擾一、一、 信號與本振信號的自身組合干擾（干擾哨聲）信號與本振信號的自

4、身組合干擾（干擾哨聲）如果中頻如果中頻 cLIfff ，則除，則除 cLff 的中頻被選出外，還的中頻被選出外，還有可能選出其它的組合頻率：即有可能選出其它的組合頻率：即 IcLILcIcLfqfpffpfqffqfpf IcIcIILcfqpfqpfqffqpfqfqpf11)(1 所以有所以有 Icfpqpf1pqpffIc 1其中其中 Icff稱為稱為變頻比變頻比。 顯然當變頻比一定時，并能找到對應的整數(shù)顯然當變頻比一定時，并能找到對應的整數(shù)p, q時，就會形成自身組合干擾。時，就會形成自身組合干擾。 設輸入高頻信號的載頻為設輸入高頻信號的載頻為 )(ccfu，本振信號，本振信號 )(L

5、Lfu，則則 經(jīng)過混頻器后產生的頻率為經(jīng)過混頻器后產生的頻率為 ，其中，其中 p,q=0,1,2,cLqfpf 例：調幅廣播接收機的中頻例：調幅廣播接收機的中頻 fI=465KHz，某電臺發(fā)射頻率，某電臺發(fā)射頻率 fc=931KHz，當接收，當接收該電臺廣播時接收機的本振頻率該電臺廣播時接收機的本振頻率 ，由于變頻比由于變頻比 fc/fI=931/4652，可推算出：可推算出：KHzffLc466139693122 由于組合頻率與中頻差由于組合頻率與中頻差 1KHz，經(jīng)檢波后可產生，經(jīng)檢波后可產生1KHz的哨聲的哨聲. （三階干擾）（三階干擾）.另外，當另外，當 p=3, q=5時，可得：時，

6、可得： KHzffLc46735 ,也可以通過中頻也可以通過中頻通道而形成干擾。（通道而形成干擾。（8階干擾）。階干擾）。 注意點注意點:(1)自身組合干擾與外來干擾無關，不能靠提高前級電路的選擇性來抑制。自身組合干擾與外來干擾無關，不能靠提高前級電路的選擇性來抑制。 (2)減少這種干擾的方法：減少這種干擾的方法： 正確選擇中頻，盡量減少階數(shù)較低的干擾正確選擇中頻，盡量減少階數(shù)較低的干擾 正確選擇混頻器的工作點，減少組合頻率分量正確選擇混頻器的工作點，減少組合頻率分量 采用合理的電路形式，從電路上抵消一些組合頻率，采用合理的電路形式，從電路上抵消一些組合頻率，如平衡電路，如平衡電路，環(huán)形電路，

7、乘法器環(huán)形電路，乘法器當當p=1，q=2,fL=fI+ fc=1396KHz。設串臺干擾信號為設串臺干擾信號為 )(nnfu，它與本振信號的組合頻率為：，它與本振信號的組合頻率為： nLqfpf 其中其中 p, q=0,1,2,3. 。如果選頻器所選擇的正常中頻信號為如果選頻器所選擇的正常中頻信號為:二、二、 外干擾信號與本振的組合頻率干擾（副波道干擾）外干擾信號與本振的組合頻率干擾（副波道干擾）cLIfff 則可能形成的副波道干擾為：則可能形成的副波道干擾為： ILnInLfpfqffqfpf IcILnfppfqfpfqf)1(11 凡是能滿足上式的串臺信號都可能形成干擾，在這類干擾中主要

8、有：凡是能滿足上式的串臺信號都可能形成干擾，在這類干擾中主要有：中頻干擾中頻干擾鏡頻干擾鏡頻干擾其它副波道干擾其它副波道干擾 1、中頻干擾、中頻干擾當當 p=0 , q=1時，時， Inff 即表明當一種接近中頻的干擾信號一旦進入混頻器，可以直接通即表明當一種接近中頻的干擾信號一旦進入混頻器，可以直接通過混頻器進入中放電路，并被放大、解調后在輸出端形成干擾。過混頻器進入中放電路，并被放大、解調后在輸出端形成干擾。抑制中頻干擾的方法：抑制中頻干擾的方法： 提高混頻器前級的選擇性提高混頻器前級的選擇性在混頻器前級增加中頻吸收電路在混頻器前級增加中頻吸收電路 合理選擇中頻數(shù)值，中頻選在工作波段之外合

9、理選擇中頻數(shù)值，中頻選在工作波段之外當當 p=1 , q=1時，則有：時，則有： )( )( cLILncLILnffffffffff或或f c f L f nf I雖然這種干擾信號頻率雖然這種干擾信號頻率 nf與輸入信號頻率與輸入信號頻率 cf以本振頻率以本振頻率 Lf為對稱軸形成鏡像對稱的關系。為對稱軸形成鏡像對稱的關系。2、鏡像頻率干擾、鏡像頻率干擾f I抑制鏡像干擾的方法：抑制鏡像干擾的方法： 提高混頻前級的選擇性提高混頻前級的選擇性 提高中頻頻率，使鏡像干擾頻率提高中頻頻率，使鏡像干擾頻率 nf遠離遠離 cf例：中央臺第一套節(jié)目的載波為例：中央臺第一套節(jié)目的載波為 KHzfc639,

10、 那么收音機在接收此那么收音機在接收此節(jié)目時的本振頻率節(jié)目時的本振頻率 KHzKHzfffcL1104465639I,如果有一外來如果有一外來 電臺的頻率電臺的頻率 KHzKHzfffL,在混頻級之前沒有被在混頻級之前沒有被 抑制，則這個電臺進入混頻器后，混頻可得抑制，則這個電臺進入混頻器后，混頻可得 KHzffLn465的中頻將被選出進入后級輸出而形成鏡像干擾，產生串臺及嘯叫。的中頻將被選出進入后級輸出而形成鏡像干擾，產生串臺及嘯叫。 當當 1 p, 1q 時形，成組合頻率干擾，其中最主要的一類干擾為：時形，成組合頻率干擾，其中最主要的一類干擾為： f c f n1

11、 f L f n2 212321221)2(21nIcnIcIIcILnffffffffffff可見可見 1nf與與 2nf對稱分布在本振頻率對稱分布在本振頻率 Lf的兩邊，其中的兩邊，其中 1nf離離 cf最近最近,經(jīng)混頻器前的濾波后進入混頻器的可能性最大。經(jīng)混頻器前的濾波后進入混頻器的可能性最大。 3、組合頻率干擾、組合頻率干擾2 qp的情況，則有：的情況，則有： 抑制這類干擾的方法：抑制這類干擾的方法： 提高混頻器前級的選擇性提高混頻器前級的選擇性提高中頻提高中頻 選擇合適的混頻電路，合理選擇混頻器的工作點選擇合適的混頻電路，合理選擇混頻器的工作點 f I交叉調制干擾的形成與本振無關交叉

12、調制干擾的形成與本振無關。它是有用信號與干擾信號一起作用于混頻器它是有用信號與干擾信號一起作用于混頻器時，由于混頻器的非線性作用，將時，由于混頻器的非線性作用，將干擾的調制信號調制到了中頻載波上，干擾的調制信號調制到了中頻載波上，即將即將干擾的調制信號轉移到有用信號的載波上而形成的一種干擾。干擾的調制信號轉移到有用信號的載波上而形成的一種干擾。 例：例：由非線性元件：由非線性元件： 2210)(uauaaufi其中四階項為其中四階項為 44ua若設若設 Lncuuuu 而而 tUuttmUuttUuLLLnnnnnccc coscos)cos1(cos)(則則 4444)(Lncuuuaua

13、展開后其中可分解出展開后其中可分解出 )(624Lcnuuua項項 三、交叉調制干擾（交調干擾）三、交叉調制干擾（交調干擾）將信號代入此項，并經(jīng)中頻濾波后可得：將信號代入此項，并經(jīng)中頻濾波后可得： ttmUtUUUtmaInILcnnn cos)cos1(cos)cos21(2324 其中其中 nLcnmmUUUaU22324 可以看出可以看出干擾信號中的調制信號轉移到中頻載波上，與有用信號一同輸干擾信號中的調制信號轉移到中頻載波上，與有用信號一同輸出而形成干擾。出而形成干擾。 交調干擾的特點：交調干擾的特點： (2) 干擾與載頻無關，任何頻率的強干擾都可能形成交調干擾，所以干擾與載頻無關，任

14、何頻率的強干擾都可能形成交調干擾，所以交調干擾是危害較大的一種干擾。交調干擾是危害較大的一種干擾。只有當只有當 fn 和和 fc 相差很大，受前級電路的抑制很徹底時，形成的干擾相差很大，受前級電路的抑制很徹底時，形成的干擾較小。較小。(1) 交調干擾與有用信號并存，通過有用信號而作用，一旦有用信交調干擾與有用信號并存，通過有用信號而作用，一旦有用信號號uc=0，交調干擾也消失。，交調干擾也消失。 (3) 混頻器中，除了非線性特性的混頻器中，除了非線性特性的4次方項以外，更高的偶次方項也次方項以外，更高的偶次方項也可以產生交調干擾，但一般由于幅值較小，可以不考慮?？梢援a生交調干擾，但一般由于幅值

15、較小，可以不考慮。 抑制交調干擾的措施：抑制交調干擾的措施： 提高前級電路的選擇性提高前級電路的選擇性選擇合適的器件，合適的工作點，使不需要的非線性項（選擇合適的器件，合適的工作點，使不需要的非線性項（4次方次方項）盡可能小，以減少組合分量。項）盡可能小，以減少組合分量。 互調干擾是指兩個或多個干擾信號同時作用于混頻器的輸入端，由互調干擾是指兩個或多個干擾信號同時作用于混頻器的輸入端，由混頻器的非線性作用，混頻器的非線性作用，兩個干擾信號之間產生混頻兩個干擾信號之間產生混頻，當混頻后，產生的，當混頻后，產生的信號接近于有用信號的頻率信號接近于有用信號的頻率 時，將與有用信號一起進入后級電路輸時

16、，將與有用信號一起進入后級電路輸出而產生干擾。出而產生干擾。 cf四、互調干擾四、互調干擾互調干擾的特點：互調干擾的特點： tUutUunnnnnn222111coscos 而本振信號而本振信號 tUuLLL cos 設混頻器輸入的兩個干擾為：設混頻器輸入的兩個干擾為： 非線形非線形 元件元件 中頻濾中頻濾 波器波器un1（fn1）uL（fo）i ouI（fI）un2（fn2） tUutUunnnnnn222111coscos tUuLLL cos 則三個信號同時作用于非線元件上，混頻輸出的電流為則三個信號同時作用于非線元件上，混頻輸出的電流為: .22100 uauaai由由4次方項次方項

17、4021444)(uuuauann 中展開可得中展開可得 Lnnuuu221項，項， 即：即： tttUUUtUtUtULnnLnnLLnnnn coscos)2cos1(21coscoscos21221221221 其中有：其中有： LnnLnnttUUU coscos2cos2121221 其組合頻率為：其組合頻率為： LnnLnnfff 212122或或 如果當如果當 ILnncnncnn 212121222形成互調干擾形成互調干擾. （注意：注意： IcL ） 討論：討論：(1)當當 cnn 212時，時， 1n 或或 2n 必有一個遠離必有一個遠離 c 容易被濾除，可能產生的干擾不嚴

18、重。容易被濾除，可能產生的干擾不嚴重。(2)當當 cnn 212時，時， 1n 或或 2n 均可能離均可能離 c 較近較近, 濾除比較困難，可能會產生比較嚴重的干擾。即由于濾除比較困難，可能會產生比較嚴重的干擾。即由于121ncnn 可見，可見，兩個干擾頻率都小于（或大于）工作信號頻率兩個干擾頻率都小于（或大于）工作信號頻率，且且三者等距時三者等距時，就可形成互調干擾。就可形成互調干擾。 n2 n1 c（3）互調干擾的大小主要決定于：）互調干擾的大小主要決定于： )(4122221四四次次方方項項系系數(shù)數(shù)或或aUUUUnnnn減少互調干擾的方法減少互調干擾的方法 ：提高前級電路的選擇性提高前級電路的選擇性 選擇合適的電路和工作狀態(tài)選擇合適的電路和工作狀態(tài) 例、二極管環(huán)形混頻器例、二極管環(huán)形混頻器本振電壓本振電壓uL足夠大，使足夠大，使 D1、D2、D3、D4處于開關工作狀態(tài)。處于開關工作狀態(tài)。本振電壓本振電壓正半周正半周，D1、D2導通，導通，D3、D4截止，開關函數(shù)為截止，開關函數(shù)為k(Lt) 。本振電壓本振電壓負半周負半周，D1、D2截止，截止，D3、D4導通，開關函數(shù)為導通，開關函數(shù)為 k(Lt-) 。輸入回路的次級調諧于輸入回路的次級調諧于 s輸出回路的初級調諧于輸出回路的初級調諧于 I 相當于兩個帶通濾波器相當于兩個