關于混頻器參數的研究

苗雙滟 賈琦

摘 要：混頻器技術指標的好壞直接影響整體設備的性能與質量，因此必須立足實際，客觀分析混頻器的設計工藝，從實際角度出發研究其中的參數，這樣才能提升混頻器的性能與兼容性，進而促進整體硬件的正常運轉。基于此背景，筆者對混頻器設計中的一些參數進行了研究，希望能為相關工作人員提供理論借鑒。

關鍵詞：混頻器；參數

一、混頻器簡述

最初的接收機是直放式接收機，其中乘法器后接多級放大器，每接收一個不同頻率的信號需要做多處調節。隨著通信頻率種類的增加，這種接收機的操作變得麻煩，于是出現了混頻器。混頻器是將接收到的不同頻率的信號通過乘法器變為一個統一的中頻信號，這樣使用時便不需多處調節。但是混頻器會帶來干擾問題，許多頻率點不能設電臺，所以目前在發展中的是零中頻接收機。混頻電路包括三個層次，分別是本機振蕩器、非線性器件和帶通濾波器。

cosαcosβ=[cos（α+β）+cos（α-β）]/2（1-1）

1-1式用于混頻器產生混頻信號的計算，混頻器會將天線上接收到的射頻信號與本振產生的信號通過乘法器相乘，也就是說當混頻的頻率等于信號的中頻頻率時，這個信號可以被放大，然后進行解調，被解調的波段會被檢測出來。目前混頻器的應用十分廣泛，其中一些參數應十分注意，比如噪聲系數、變頻損耗、動態范圍、隔離度等參數都會直接影響接收機的工作性能。本文從實際情況出發，結合筆者的學習經驗，著重分析了混頻器的參數。

二、混頻器中的參數

混頻器設計中的參數非常多，均需要小心謹慎對待，本文選取三個最具代表性的參數進行分析，分別是噪聲系數、混頻器的動態范圍與混頻器的隔離度。

（一）噪聲系數

通常為了維護混頻器的制作工藝，多半會選擇噪聲系數小、變頻損耗小的混頻器，首先噪聲系數是檢驗混頻器是否合格的重要參數，它的數值范圍將直接決定接收機內部噪聲對靈敏度的影響。一般設計師會先根據具體的操作計算出最合理的參數

（1-2）

1-2式是混頻器計算設計的常用公式，為了降低噪聲系數，公式中F0的值必須小，而接收機多級電路總噪聲系數主要由第一級高頻放大器決定，也就是說要保證公式中FR與kpaR的數值處于合理范圍內，對他們數值的計算就是對放大器總量的要求。混頻器處于接收機的第二級電路，因此它采用的二極管或其他混頻元件需要達到常用的額定功率傳輸系數，并將它定義為額定功率傳輸系數的倒數。

（1-3）

計算Lc的值，當Lc的數值降低時，說明二極管起到了很大作用，使得混頻器輸出中頻信號的功率明顯開始下降。當高放的額定功率發生改變時，它的噪聲分量將在整個接收機中產生變化，這時Lc的數值必須得到控制。

（二）確定混頻器的動態范圍

混頻器的動態范圍可以從其電平的上下限開始說明，無論是上限還是下限動態范圍都應該處于本振電平之下：

1、混頻器下限電平的范圍確定

首先應該觀察電平混頻器的接收機下限靈敏度，

（1-4）

根據1-4式可以直接測定混頻器下限電平的靈敏度，然后根據測定數值代入公式，假如混頻器的設計處于17攝氏度的溫度下，根據該公式的計算可以直接確定混頻器的動態范圍下限為-95dB。

2、混頻器上限電平的范圍確定

混頻器上限電平的確認比下限電平更復雜一些，下限電平參數范圍的計算只需要根據公式代入數值，輸入必要條件就能獲得相應的范圍，而混頻的上限電平范圍需要多方面因素決定，首要因素就是壓縮電平，當設計人員輸入信號功率比較小時，經由混頻器得出的輸出中頻功率也會隨著輸入信號功率的線性所增大，但是如果在測試期間工程師將輸入的信號功率調整到一個不太合理的數值，經過變頻器輸出的信號是呈現飽和趨勢且非線性變化。也就是說當輸入的中頻功率電平稱為1dB壓縮電平時，混頻器的上限電平范圍會隨著本振電平的增加而增加，因此，操作人員必須從客觀實際出發，靈活地對待混頻器的上限電平。

（三）混頻器的隔離度

從混頻器的結構圖上看，每個端口之間必須是相隔的，每一個端口都是獨立存在各司其職的，他們的功率不會泄露影響到其他的端口。不過從混頻器的實際使用情況看，各個端口之間必然會存在泄露問題，通過測定混頻器的隔離程度就能基本判定端口的泄露程度。由于本振端口的功率是其中最大的，所以對該端口的檢測是最嚴格的，因為一旦該端口出現故障會呈放射狀影響周圍的端口，繼而干擾其他的接收機。一般對混頻器本振端口和其他端口的隔離度是有規定的，比如本振功率與其泄露到信號端口的功率之比是多少，或者本振功率與中頻輸出端口的功率之比是多少，這些都是設計師應該考慮的問題。

三、結語

總之，使用混頻器時，需要立足實際，從超外差接收機的實際情況出發，通過精確的計算確定各項參數的范圍。不得不提，混頻器帶來的干擾問題是其一大缺點，因此，現在廣泛研究中的是零中頻接收機，將接受信號的頻率調到零頻，然后對其進行處理。相信零中頻接收機在未來會有很好的發展。

參考文獻：

[1] 高玉良， 李延輝， 俞志強， 等.現代頻率 合成與控制技術[ M] .北京：航空工業出版社， 2002.

[2] 湯漢屏.頻率合成器中混頻器雜散的影響分析[ J] .電訊技術， 2006 ， 46（3）：100-105

[3] 朱相磊， 馮晶.脈沖式混頻器概述[ J] .現代電子技術， 2004 ，27（13）：82-83 .