一。 实验目的。
1.理解变频电路的相关理论。
2.掌握三极管混频电路的工作原理和调试方法。
二。 实验使用仪器。
1．三极管混频电路实验板。
2．200mh泰克双踪示波器。
3 .fluke万用表。
4. 频谱分析仪（安泰信）
5. 高频信号源。
三、实验基本原理与电路。
1. lc振荡电路的基本原理。
在通信技术中，经常需要将信号自某一频率变换为另一频率，一般用得较多的是把一个已调的高频信号变成另一个较低频率的同类已调信号。完成这种频率变换的电路称变频器。
2.实验电路。
晶体三极管混频电路实验电路如图2-2所示。 本振电压ul频率为(10.7mhz)从晶体管的发射极e输入，信号电压us(频率为10.
245mhz)从晶体三极管的基极输入，混频后的中频(fi=fl-fs)信号由晶体三极管的集电极输出。输出端的带通滤波器必须调谐在中频fi上，本实验的中频fi=fl-fs=10.7mhzz-10.
245mhz=455khz。
电路基本原理：
电容c1是隔直电容，滑动变阻器rw1和电阻r1,r2是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻r3是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证混频器电路正常工作，并有一定的功率增益。通常，适当的增加晶体管射极的直流电流ie可以提高晶体管的交流电流放大倍数，从而增大混频器电路的变频增益。
但ie过大，混频电路的噪声系数会急剧增加。对于混频器电路，一般控制ie在0.2-1ma之间。
电阻r4是混频器的负载电阻。电容c3，c4是混频器直流电源的去耦电容。
同时混频电路的电压增益还和本振信号的幅度有关。输入信号幅度不变时，逐渐增加本振信号的幅度，刚开始由于本振信号的幅度较小，晶体管的变频跨导较小，此时随着本振信号幅度的增加，晶体管的变频跨导也逐渐增加，混频器的变频增益逐渐增加。当本振信号幅度达到一定大小时，再增加本振信号的幅度，晶体管工作点的变化更加剧烈，晶体管的变频跨导就会逐渐下降，混频器的变频增益也逐渐下降，并且混频器的噪声系数会大大增加。
当本振信号的幅度一定时，随着输入信号幅度的增加，混频器的变频增益。
也会逐渐下降。
要注意的是：混频器只是实现频谱的搬移而不会改变原来输入信号的波形和频谱，原来输入的是调频波则混频输出的还是调频波；原来输入的是调幅波则混频输出的还是调幅波，只是载波的中心频率发生了变化。
四、实验内容。
1.用示波器观察混频器的输入输出信号的波形；
2.用示波器测量混频器输入输出信号的频率；
3. 测量混频器的变频增益和1db压缩点。
4. 用示波器观察输入波形为调幅波和调频波时，混频器的输出波形。
五、实验数据纪录及分析。
1. **。
参照实验电路原理图，晶体管选择9013（模型参数同实验一），输入信号。
的频率在10mhz以上，本振信号的频率也在10mhz以上，两者的频率差在455khz，**观察输出信号的波形。
**电路图如下：
ch1为输出信号波形，ch2为输入信号。
在**过程中增加射极电流ie的值，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度）
输入幅值：50mv
**可看出混频增益随ie增大而增大。在**中失真与噪声都不明显。
在**过程中增加本振信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度）
由**可以看出变频增益在本振幅度小于600mv时随着本振信号幅度增大而增大，在大于600mv之后，随着本振幅度增啊而减小。在**中看不出输出波形噪声与失真度的明显变化。
在**过程中增加输入信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度）
由**数据能看出变频增益随输入信号幅度增大而减小。
输入信号换成调幅波和调频波，观察混频器的输出信号波形和输入已调信号波形的异同。
输入和输出两者波形的包络是一样的。
2.中频频率观测。
将10.7mhz正弦信号作为本振信号接入in2端，用高频信号源产生另一路10.245mhz的输入信号接入电路的in1端（本振信号幅度在500mv左右，输入信号的幅度在50-100mv），调整rw1（使晶体管的射极电流在1ma左右），用示波器观测 tp3点波形并测量out端输出信号的频率，此时应有455khz的中频信号输出。
微调电容cv，使输出信号幅度最大、失真最小。}
当改变高频信号源的频率时，输出中频 tp3的波形作何变化，为什么？）
当改变高频信号源频率时，输出中频tp3的波形幅值变小，甚至无明显输出。因为输出端的带通滤波器调谐在中频fi上，而fi=455khz。本振信号fl=10.
7mhzz，只有当高频信号源频率为10.245mhz时，有：
fi=fl-fs=10.7mhzz-10.245mhz=455khz），输出中频才为455khz，为滤波器谐振频率，此时输出增益最大。
在这个频率两边的频率的输出增益都变小，而且离谐振频率越远输出幅值越小，而且下降很快。
3.混频的综合观测。
用高频信号源产生中心频率为10.245mhz的调幅信号，接入in1端，由高频信号源产生的10.7mhz本振信号接入in2端。
调整两个信号的大小和rw1，用示波器观测 tp3点波形，特别注意观察tp1和tp3两点波形的包络是否一致。}
由示波器上观察到tp1和tp3两点波形的包络一致。可见，混频器只将已调高频信号的载波频率从高频变为中频，并不改变其调制规律，即只进行频谱搬移。
4.观察静态工作点对混频器增益和输出波形的影响。
逐步增加射极电流ie的值，记录混频器变频增益的变化，观察输出波形的变化。（噪声，失真度）
输入幅值：57.6mv
由示波器观察输出波形发现随着ie的增大，输出波形呈现出带有一点小毛刺的现象，噪声和失真度略有十分微弱的增加，但并不明显。
由实验数据可见，当静态工作点的ie增大时，混频器增益变大。原因是三极管的变频跨导有以下式子：
其中（0.35~0.7）通常取为0.5，而变频电压增益，在一定范围内随着ie增大而增大，所以变频电压增益随着ie增大而增大。
5.观察本振信号幅度对混频器增益和输出波形的影响。
在示波器上观察到输出波形的噪声与失真在本振幅度为800mv之前都比较小，从1000mv开始逐渐变大，2000mv时波形毛刺很多，噪声很大，失真程度也有所增加。
由实验数据可得，随着本振信号幅度的增加，混频器输出增益先变大后变小，在600mv左右处为增益最大值。由高频电子线路知识可知晶体管跨导随本振电压变化关系曲线如下图：
由该曲线可知随着本振信号增大而增大。而与成正相关，所以随着本振信号增大而增大，又变频电压增益，所以与本振信号小于600mv时的实验现象相符，即随着本振信号幅度的增加，混频器输出增益变大。而本振信号大于600mv时，可能由于静态工作点变化使得跨导已经不工作于线性范围，不再符合该曲线规律了，所以出现随着本振信号幅度增加而变频增益逐渐下降。
6.观察输入信号幅度对混频器增益和输出波形的影响。
逐步增加输入信号的幅度，观察混频器变频增益的变化，和输出波形的变化。（噪声，失真度）}
在示波器观察到输出波形随着输入信号幅度增加而噪声和失真逐渐变小。
由实验数据可以看出，随着输入信号幅度的增大，混频增益先变大然后逐渐变小。因为，变频跨导随着输入信号幅度增大而变小。又，所以有输入信号幅度增大使得混频器增益变小。
但实验数据在输入信号小于50mv的部分呈现增益随增大的情况，可能是由于输入信号幅度过小，此时中频电流幅度不再能够看作基本不变，所以上述性质在此段不再吻合。
7.在in1端输入11.155mhz的信号可以观察镜像干扰。
在in1处输入11.155mhz的信号时，在输出端由示波器看到的输出波形与之前输入10.245mhz信号时的输出波形完全相同。
镜像干扰属于典型的副波道干扰。信号频率比本振频率低一个，干扰频率则比高一个。实验中11.
155mhz-455khz=10.7mhz，而10.245mhz+455khz=10.
7mhz，所以符合上述条件，在11.155mhz可以处观察到镜像干扰。
8.测量混频器的1db压缩点。（本振信号的幅度可取500mv-1000mv）
实验测得最大电压增益在输入为61.8mv处，此时增益为。而1db压缩点在输入为83.2mv处，。
六、实验总结与体会。
1．在实际试验中，在本振幅度为600mv以前，变频增益是先增大的，600mv之后才是随着本振幅度的增大而减小。本来还犹豫有可能是实验操作错误而导致数据出错，应该是单调递增或单调递减关系。但是在**中，随着本振幅度的增大，变频增益也是先增大后减小。
**得到的性质结果与实际实验很相似，所以进一步确定了自己实验数据与分析的准确性。