[电路/定理]

三极管混频的疑问

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dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-17 19:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近在做三极管混频的电路 ,复习了之前的混频的知识,收获不少,但也有些许疑问:
1.所有的非线性器件都可以实现混频的效果,分线性器件最终产生的波形是由两个信号相加得到的,最后必须通过检波电路提取出差频信号?
2.很多乘法器,混频芯片是直接得到了一个新的频率分量,即两个信号的差频与和频,最终通过低通得到?
3.三极管混频的最终输出幅值由谁来决定,我用仿真的方式将本振为50mv的正弦波与输入信号为5mv至500mv的正弦波混频,基本上输出的幅值就是输入信号的大小,而实际电路却增益很大,这是什么原因?
4.在我的电路里,为什么最终的混频信号会出现正半周饱和,而负半轴正常的现象?
电路图如下:

电路图

电路图

正常波形

正常波形

上饱和波形

上饱和波形

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maychang| | 2018-1-17 19:40 | 显示全部楼层
1.所有的非线性器件都可以实现混频的效果,分线性器件最终产生的波形是由两个信号相加得到的,最后必须通过检波电路提取出差频信号?

“最终产生的波形”中含很多频率,假定输入的两个信号频率为m和n,那么“最终产生的信号”有m+n、m-n、2m+n、2m-n、2m+2n、2m-2n……很多很多。

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HWM| | 2018-1-17 19:46 | 显示全部楼层
LZ:

理想的“混频”就是,即两个信号相乘,其可以有一个系数:

    z(t) = k x(t) y(t)

如果x和y是两个正弦信号,那么z就是含有其和频和差频的信号。通过滤波可以得到需要的和频或差频信号。

如果混频不是理想的乘法(器),那么其就会含有输入正弦信号的各倍频的和差频成分,一般会很复杂。所以,混频通常要求尽量地与乘法运算相近,而采用二极管或三极管就是利用了其近似乘法的特性。

混频电路是典型的非线性电路,其不满足叠加性。

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dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-17 20:11 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2018-1-17 19:46
LZ:

理想的“混频”就是乘,即两个信号相乘,其可以有一个系数:

左图示波器的波形是依靠三极管所做的乘法吗?我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差频的包络,请问这个理解对吗?或者说三极管的这个混频信号是如何产生的?谢谢!

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maychang| | 2018-1-17 20:23 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-17 20:11
左图示波器的波形是依靠三极管所做的乘法吗?我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差 ...

我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差频的包络,请问这个理解对吗?

不对。

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HWM| | 2018-1-17 20:29 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-17 20:11
左图示波器的波形是依靠三极管所做的乘法吗?我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差 ...

混频应该是(近似)乘法,而非叠加。

你那个图如果是两个频率相近的小信号,那么是“拍”了。那是小信号线性近似,而不是非线性的混频。

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maychang| | 2018-1-17 20:35 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-17 20:11
左图示波器的波形是依靠三极管所做的乘法吗?我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差 ...

1BL.png
我的回复内容包含不良信息?

好吧。这样回复:
1fz.png

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雪山飞狐D| | 2018-1-18 12:44 | 显示全部楼层
    VG6输入端实际上是共基放大电路模式,其增益好好查查资料。。。。

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king5555 + 1 6楼H言,看了好几遍,看不懂讲什么。
dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-18 18:19 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2018-1-17 20:29
混频应该是(近似)乘法,而非叠加。

你那个图如果是两个频率相近的小信号,那么是“拍”了。那是小信号 ...

很感谢你的回复,能不能把我图中产生的波形的原理给我讲下,在这跪谢了!

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dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-18 18:24 | 显示全部楼层
雪山飞狐D 发表于 2018-1-18 12:44
VG6输入端实际上是共基放大电路模式,其增益好好查查资料。。。。

可是VG5是共射电路,这个电路的增益我是按照共射电路设计的。当增加了VG6的输入后,该如何分析这个模型?

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maychang| | 2018-1-18 18:34 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-18 18:19
很感谢你的回复,能不能把我图中产生的波形的原理给我讲下,在这跪谢了! ...

我以前发过一个帖子讨论拍频

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雪山飞狐D| | 2018-1-18 18:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 雪山飞狐D 于 2018-1-18 19:04 编辑
dylanrainiewan 发表于 2018-1-18 18:24
可是VG5是共射电路,这个电路的增益我是按照共射电路设计的。当增加了VG6的输入后,该如何分析这个模型? ...

有一种可能性就是VG6端等效电阻对三极管射级电阻产生了干扰,你可以假设VG6=0V,那么这个时候的VG5输入端三极管增益就是β,本来应该大致等于集电极的电阻除以射级的电阻,建议在VG6端加个电阻试试,具体先仿真,我说的可能不一定对

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pjy| | 2018-1-18 19:00 | 显示全部楼层
非线性的2次方,乘法器,两路信号乘法运算,高中数学的积化和差。

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pjy| | 2018-1-18 19:02 | 显示全部楼层
贴主应该没有学习过高频电子技术,估计不是电子信息类专业的。

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dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-19 15:36 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2018-1-18 18:34
我以前发过一个帖子讨论拍频

看了你的这个帖子,真的是受益匪浅!
当我将两个频率相近的正弦信号施加于电阻两端,于施加于电容的两端,两者所产生的拍信号会一致吗?两者会不会有线性于非线性元器件造成的区别?当然,这个实验比较好做,我接下来可以验证下。

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maychang| | 2018-1-19 15:44 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-19 15:36
看了你的这个帖子,真的是受益匪浅!
当我将两个频率相近的正弦信号施加于电阻两端,于施加于电容的两端 ...

“我将两个频率相近的正弦信号施加于电阻两端,于施加于电容的两端,两者所产生的拍信号会一致吗?”
一致。

“两者会不会有线性于非线性元器件造成的区别?”
理想电容仍属于线性元件。实际的电容,绝大部分偏离理想很小,仍可视为线性元件。但某些种类电容则偏离理想较大,例如PN结的结电容,不能视为线性元件。

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xukun977| | 2018-1-19 16:29 | 显示全部楼层
dylanrainiewan 发表于 2018-1-17 20:11
左图示波器的波形是依靠三极管所做的乘法吗?我的理解是两个波形不同相位的叠加,利用相位的差而产生了差 ...

这个问题好!

调制波和拍波非常相似,但明显区别是我以前说的拍频未必是频!

调制的一个重要应用是常用的拍频振荡器!

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dylanrainiewan|  楼主 | 2018-1-24 16:13 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2018-1-19 16:29
这个问题好!

调制波和拍波非常相似,但明显区别是我以前说的拍频未必是频!

版主你好,对于我帖子提出的第2和第3问题,能不能解答下,还是没有弄明白。
我的Q点应该是合理的,可这种混频的两个输入该如何分析?

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秉烛良宵| | 2018-1-30 21:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 秉烛良宵 于 2018-1-30 21:19 编辑

这个电路可以看做是由共射和共基两种组合而成的,把VG5短路,VG6作为信号源是共基接法。把VG6短路,VG5作为信号源是共射接法,注意共射接法中R16并没有起到交流负反馈作用(被VG6短路了),而rbe是随Ic变化的,这样就导致输入电流不一样,也就是导致失真的发生。一般是移入交流负反馈来减小失真,然而你这边的做法可以在VG5输入端串入一个远大于rbe的电阻作为信号源内阻也可以很好的减小失真。例如,可以接一个2K的电阻,但是相应要提高信号源电压

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dfyh1101| | 2018-1-31 00:07 | 显示全部楼层
上就是两信号相减加在了BE上。

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