混頻器中的干擾

混頻器中的干擾1第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一無線電信號的接收cosω2t×

cosω1tcosω3tcos(ω3-ω2)t×cosω1tcosωit×cosω1tcosω1tcosω1t2第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一4.9混頻器中的干擾（如何設(shè)置電臺的載波頻率）◆接收機(jī)的各級電路中，混頻器產(chǎn)生的干擾最多?！糨斎氲交祛l器的頻率有：有用信號頻率fs、本振信號頻率f0、干擾信號頻率fn。這些不同的頻率，兩兩之間，或三者之間，相互組合，會產(chǎn)生各種干擾信號。◆輸出混頻器的信號有：中頻信號fi?！羯鲜龈黝l率之間，一般存在下列關(guān)系：3第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一一、組合頻率干擾（僅與本身電臺的頻率設(shè)置有關(guān)）現(xiàn)象：有用信號頻率與自身本振信號頻率的組合頻率接近中頻，該組合頻率與標(biāo)準(zhǔn)中頻在檢波電路中差拍，形成音頻，產(chǎn)生干擾哨聲。注意：該干擾只與本身電臺有關(guān)，是自己對自己造成的干擾。1.有用信號頻率與本振信號頻率的組合頻率

設(shè)有用信號頻率為，本振頻率為，組合頻率為：2.造成干擾的條件：

稱為二階組合頻率干擾，

稱為三階組合頻率干擾，類推。4第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一顯然：若有用信號的頻率接近中頻的整數(shù)倍，則可能產(chǎn)生干擾哨聲?！嘣谠O(shè)計發(fā)射臺的載波頻率時，不能設(shè)置載波頻率接近中頻整數(shù)倍的電臺。

此式，可分解為以下四個式子：所以，上述四式中，只兩種情況成立，又將此式代入上兩式，有：5第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一◆因為2×465＝930KHz≈930KHz，所以會產(chǎn)生組合頻率干擾。理由：對應(yīng)的本振頻率為f0=932+465=1397KHz。根據(jù)引起組合頻率干擾的條件：，不難得出：當(dāng)p＝1，q＝2時，組合頻率：例1：設(shè)，。3.抑制措施：將接收機(jī)的中頻選在接收機(jī)的頻段外。如：中頻段調(diào)幅收音機(jī)的頻率范圍為550－1605KHz，將中頻設(shè)置為465KHz，落在頻段之外。與標(biāo)準(zhǔn)中頻465KHz差拍，產(chǎn)生2KHz干擾哨聲，無法消除。進(jìn)入檢波器后，◆顯然，可推得：為了防止有用信號頻率與中頻的n次諧波產(chǎn)生

20～20KHz的干擾哨聲，在n次諧波的附近，有用信號的頻率應(yīng)滿足：6第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一二、副波道干擾（與兩個電臺的頻率設(shè)置有關(guān)）數(shù)學(xué)表達(dá)式為：可分解成四個方程，但僅兩個有效?，F(xiàn)象：有用本振信號與干擾信號的組合頻率接近中頻，該組合頻率在檢波器中與標(biāo)準(zhǔn)中頻差拍，形成音頻，產(chǎn)生干擾哨聲。兩個有效方程為：根據(jù)∴若兩電臺的組合頻率接近中頻的整數(shù)倍時，會產(chǎn)生組合副波道干擾。如：兩個電臺，頻率分別為fs＝550KHz，fn＝1566KHz；由于1566－2ⅹ550＝465＋1,所以兩電臺之間存在副波道干擾。其包含兩種特殊情況：

7第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一1.中頻干擾所以，為避免中頻干擾，需使得中頻落在接收波段之外。如中波段調(diào)幅收音機(jī)的頻率范圍為535~1605KHz，而中頻固定為；調(diào)頻接收機(jī)波段為88~108MHz，而。如果，則干擾信號頻率本身等于或接近中頻；在檢波電路中,此干擾信號與標(biāo)準(zhǔn)中頻信號差拍，形成音頻，產(chǎn)生哨聲。8第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一2.鏡像頻率干擾若則。根據(jù)有：◆若兩電臺的頻率之差為中頻的兩倍，會產(chǎn)生鏡像干擾?！粼谲娛峦ㄐ胖?，常采用高中頻，可避免鏡像干擾。（P145）f0位于fs和fn

的正中間，即：fs

和fn關(guān)于f0對稱。9第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一三、交叉調(diào)制干擾（簡稱：交調(diào)，與電臺頻率的設(shè)置無關(guān)）原因：由晶體管特性曲線的三次方或更高次非線性項引起。注意：經(jīng)數(shù)學(xué)分析可得，交叉調(diào)制與本振頻率、干擾信號頻率的關(guān)系無關(guān)，完全由非線性器件特性曲線的三次方或以上高階項

造成。因此，提高前端電路的濾波性能、選擇合適的器件或合適的工作狀態(tài)，可大大減少交叉調(diào)制干擾?？朔胧?/p>

①提高混頻器前級電路的選擇性，以減小干擾信號的幅值。②

合理選擇工作點和本振信號的幅值，使混頻器件由模擬

乘法器構(gòu)成；或使混頻器件的轉(zhuǎn)移特性曲線的三次方及

以上項極小，最好工作在平方區(qū)域?，F(xiàn)象：接收機(jī)同時收到一臺、二臺的兩個信號。

一臺與二臺的載波是不同的；收聽一臺節(jié)目時，二臺信號也進(jìn)入一臺；且一臺清晰，二臺也清晰；一臺不清晰，二臺也不清晰。即：好像干擾電臺的調(diào)制轉(zhuǎn)移到了有用信號的載波上。（是危害性較大的一種電臺干擾形式）10第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一四、互調(diào)干擾（簡稱：互調(diào)，與三個電臺頻率的設(shè)置有關(guān)）

稱為二階互調(diào)，

稱為三階互調(diào)，類推。原因：由高放或混頻中非線性器件特性曲線的二次、三次或更高次項產(chǎn)生?；フ{(diào)干擾在通信組網(wǎng)中值得重視、關(guān)注?，F(xiàn)象：接收一臺時，二臺與三臺的組合頻率正好接近一臺；該組合頻率與一臺一同進(jìn)入檢波電路，差拍后得音頻信號，產(chǎn)生哨叫聲。①設(shè)有用信號頻率fs，干擾信號頻率為fn1、fn2，當(dāng)滿足下式時：

②

三個信號的組合頻率滿足：時，也會產(chǎn)生互調(diào)干擾。,會產(chǎn)生互調(diào)干擾。原理：可用兩個數(shù)學(xué)表達(dá)式來說明：11第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一五、阻塞干擾現(xiàn)象：如果輸入電路抑制不良，當(dāng)一個強(qiáng)干擾信號進(jìn)入接收機(jī)后，會使高放級和混頻器工作于嚴(yán)重的非線性區(qū)域，甚至破壞晶體管的工作狀態(tài)，使輸出信噪比大大下降。也就是

強(qiáng)信號阻塞現(xiàn)象。注：◆如果信號過強(qiáng)，可能會導(dǎo)致晶體管的PN結(jié)擊穿。此時，晶體管的正常工作被破壞，產(chǎn)生完全堵死的阻塞現(xiàn)象?！糇枞蓴_與電臺的頻率設(shè)置無關(guān)。12第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一六、相互混頻現(xiàn)象：本振信號的兩側(cè)存在邊帶噪聲（圖中的虛線三角區(qū)域）。設(shè)fn1和fn2為兩個干擾信號，它們與邊帶噪聲中的某些頻率組合后，產(chǎn)生的頻率分量可能正好落在中頻通帶內(nèi)，形成中頻噪聲。結(jié)果，使輸出信噪比下降?！粝嗷セ祛l時，是用邊帶噪聲去調(diào)制干擾信號，故相互混頻又稱為噪聲調(diào)制?！魹榱吮苊庀嗷セ祛l現(xiàn)象，應(yīng)盡量使得本振信號的頻譜純凈。注：13第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例1：如果混頻器的轉(zhuǎn)移特性關(guān)系式為：問：會不會受到中頻干擾和鏡像干擾？會不會產(chǎn)生干擾電臺所引起的交調(diào)和互調(diào)干擾，為什么？答：（1）可能受到中頻干擾，因為中頻干擾與轉(zhuǎn)移特性無關(guān)。（2)可能受到鏡像干擾，因為鏡像干擾與轉(zhuǎn)移特性無關(guān)。（3）不會產(chǎn)生交調(diào)。因為交調(diào)是由晶體管特性曲線的三次或更高次非線性項產(chǎn)生，而表達(dá)式中無三次項。（4)會產(chǎn)生互調(diào)。因為互調(diào)由晶體管特性曲線的二次、三次或更高次非線性項產(chǎn)生。14第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例2：湖北臺頻率f1＝774KHz，武漢臺f2＝1035KHz，問它們對某短波（fs＝2～12MHz，fi＝465KHz）收音機(jī)的哪些頻率將產(chǎn)生互調(diào)干擾？（注：只考慮組合頻率系數(shù)之和不超過６的情形）解：若滿足，則產(chǎn)生互調(diào)。不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。不存在不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在不存在不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在15第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在不存在不存在不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在不存在不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在16第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。落在2～12M區(qū)域，產(chǎn)生互調(diào)。諧波次數(shù)更高時，對應(yīng)組合頻率的干擾較小，可不考慮?！嘣?～12MHz波段內(nèi)，湖北臺（f1＝774KHz）和武漢臺（f2＝1035KHz）對2.844MHz、2.583MHz、3.618MHz、4.653MHz、4.392MHz、5.427MHz產(chǎn)生互調(diào)干擾。不落在2～12M區(qū)域，不產(chǎn)生互調(diào)。不存在不存在17第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例3一超外差廣播接收機(jī)，中頻fi＝465KHz。在收聽933KHz的電臺時，發(fā)現(xiàn)除了正常信號外，還伴有音調(diào)約3KHz的哨叫聲。而且如果轉(zhuǎn)動收音機(jī)的調(diào)諧旋鈕，此哨叫聲還會變化。試分析：（1）此現(xiàn)象是如何引起的，屬于哪種干擾？（2）在535～1605KHz波段內(nèi)，在哪些頻率刻度上還會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？（3）如何減小這種干擾？解（1）根據(jù)題目給定數(shù)據(jù)，fs≈2fi，符合組合頻率干擾表達(dá)式。此時，有用信號頻率與自身本振信號頻率的頻率組合接近中頻，該組合頻率加到檢波器上，與標(biāo)準(zhǔn)中頻差拍，形成音頻，出現(xiàn)哨叫聲。（2）①顯然，當(dāng)頻率為927KHz時，也會出現(xiàn)3KH在的哨叫聲。來源：2×465KHz－927KHz＝3KHz。

②3×465KHz＝1395K，落在535－1605波段內(nèi)，則在

1392KHz和1398KHz處，也會出現(xiàn)３KH在哨叫聲。來源：3×465KHz－1392KHz＝3KHz（注：fS=1392,f0=1857,-1857+2×1392＝927）1398KHz－3×465KHz＝3KHz（3）有用信號頻率不能接近中頻整數(shù)倍，且應(yīng)將接收機(jī)的中頻選在接收機(jī)的頻段外。18第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例4超外差收音機(jī)中頻fi＝f0-fs=465KHz。試分析下列現(xiàn)象：（1）收聽550KHz的電臺時，還能聽到1480KHz電臺的干擾。（2）收聽1945KHz的電臺時，還能聽到740KHz電臺的干擾叫聲。（3）收聽1395KHz的電臺時，可同時收到810KHz和690KHz的信號，但不能單獨收到其中一個臺（如另外一臺停播）的信號。解（1）依題意，兩電臺頻率之差＝1480－550＝2×465KHz

∴為鏡像干擾，是組合副波道干擾的一種特殊情況。550KHz1480KHz19第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一（2）兩個電臺的組合頻率接近中頻的整數(shù)倍，所以是副波道干擾。（3）由于不能單獨聽到其中一個電臺，所以是兩個干擾信號產(chǎn)生的互調(diào)干擾。原因：由高放、混頻級中非線性器件特性曲線的二次、三次或更高次項產(chǎn)生?；フ{(diào)干擾在通信組網(wǎng)中值得重視、關(guān)注。20第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例5：某短波接收機(jī)在接收12MHz電臺時，鏡像干擾為15.2MHz，則中頻頻率為多少？解：根據(jù)概念，當(dāng)兩電臺的頻率之差為中頻的兩倍時，會出現(xiàn)鏡像干擾，所以有：21第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一22例6某超外差接收機(jī)中頻fi=500kHz，本振頻率f0<fs。在收聽fs=1.501MHz的信號時，聽到哨叫聲，其原因是什么？試進(jìn)行具體分析（設(shè)此時無其它外來干擾）。

解:

依題意，產(chǎn)生干擾哨聲時，有用信號的頻率接近中頻的3倍；可得，此現(xiàn)象屬于組合頻率干擾；當(dāng)滿足組合頻率干擾表達(dá)式時，產(chǎn)生干擾。

根據(jù)已知條件得，本振頻率f0=fs-fi=1501-500=1001kHz可以找出符合的各項：p=2,q=1時，2f0-fs=2002-1501=501kHz，產(chǎn)生3階組合頻率干擾p=4,q=3時，-4f0＋3fs=-4004＋4503=503kHz，產(chǎn)生7階組合頻率干擾；p=5,q=3時，5f0-3fs=5005-4503=502kHz，產(chǎn)生8階組合頻率干擾；p=7,q=5時，-7f0＋5fs=-7007＋7505=498kHz，產(chǎn)生12階組合頻率干擾等等，尤其是3階干擾最為嚴(yán)重。22第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一23原因：由于混頻電路的非線性作用，有用信號與自身本振信號所產(chǎn)生的某些組合頻率分量接近中頻；該組合頻率在檢波電路中與標(biāo)準(zhǔn)中頻差拍后，形成音頻，產(chǎn)生干擾哨聲。

23第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一24例7試分析與解釋下列現(xiàn)象：

(1）某調(diào)幅收音機(jī)，在接收1090kHz信號時，可收到1323kHz

的信號；

(2)接收1080kHz的信號時，可以聽到540kHz信號；

(3）接收930kHz的信號時，可同時收到810kHz和690kHz的

信號，但不能單獨收到其中的一個臺(例如另一電臺停播)。

解

(1)調(diào)幅收音機(jī)的中頻為465KHZ。依題意可得：2fn-2fs=2×1323－2×1090＝466，即兩電臺的組合頻率接近中頻的整數(shù)倍；為副波道干擾。

原因：有用信號本振頻率f0=1090+465=1555kHz。根據(jù)產(chǎn)生組合副波道干擾數(shù)學(xué)表達(dá)式：可得，

當(dāng)p=2,q=2時，2f0-2fn=3110-2646=464≈fi。因此斷定這是4階副波道干擾；該組合頻率與標(biāo)準(zhǔn)中頻在檢波器中差拍，形成1KHz的音頻，產(chǎn)生1KHz的干擾哨聲。24第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一25接收1080kHz的信號時，同時可以收到540kHz的信號；由于

1080－2×540＝0×465，滿足兩電臺的組合頻率接近中頻的整數(shù)倍，所以為副波道干擾。此時，有用信號的本振頻率f0=1080+465=1545kHz；當(dāng)p=1,q=2時，f0-2fn=1545-1080=465=fi。因此斷定這是3階組合副波道干擾。兩個干擾信號的組合頻率：2×810-690=930kHZ，滿足產(chǎn)生互調(diào)干擾的條件，可知這是3階互調(diào)干擾。

由非線性器件特性曲線的二次、三次或以上高階項造成的。25第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例8某超外差接收機(jī)工作頻段為0.55～25MHz，中頻fi=455kHZ，本振f0＞fs。試問該波段內(nèi)的哪些頻率上可能會出現(xiàn)較大的組合頻率干擾（6階以下）。

解：根據(jù)出現(xiàn)組合頻率干擾時滿足的表達(dá)式：出現(xiàn)干擾時，有用信號頻率為：26第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一27上述結(jié)果說明，一旦接收信號頻率和中頻確定后，形成干擾哨聲的頻率點也就確定了，而且最嚴(yán)重的是那些階數(shù)較低的干擾。會出現(xiàn)干擾時，此時有用信號頻率為：會出現(xiàn)干擾，此時有用信號頻率為：會出現(xiàn)干擾時，此時有用信號頻率為：27第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一28例9某發(fā)射機(jī)發(fā)出某一頻率的信號?，F(xiàn)打開接收機(jī)，在全波段內(nèi)尋找（設(shè)無任何其它信號），發(fā)現(xiàn)在接收機(jī)刻度盤的三個頻率（6.5MHz、7.25MHz、7.5MHZ）上均能聽到對方的信號，其中以7.5MHZ的信號最強(qiáng)。問接收機(jī)是如何收到的？設(shè)接收機(jī)fi=0.5MHZ，f0>fs.

解（