混频器设计中的关键技术研究

2.2.2 确定混频器的上限电平

混频器的上限电平由1 dB压缩电平决定。当输入信号功率比较小时，混频后得到的输出中频功率随着输入信号功率线性地增大，但是当输入信号功率增加到某个电平时，输出和输入之间由于混频器出现饱和趋势而呈现非线性。当输出中频功率比线性增涨低于1 dB时所对应的输出中频功率电平称为1 dB压缩电平，用PI1 dB表示，如图2所示。事实上，1 dB压缩电平随着本振电平的增加而增加。

2.3注意混频器的隔离度

从理论上来看，混频器各个端口之间是互相隔离的，任意一个端口上的功率都不会泄露到其他端口上。但实际上，总有部分功率在各个端口之间相互泄露。利用隔离度就可以*价这种泄露的程度。由于本振端口的功率最大，如果泄露到信号端口会形成向外的辐射损耗，严重地干扰附近的接收机，这种影响最坏，因此一般情况下只规定本振端口到其他端口的隔离度。具体的定义有两个，一个是本振功率与其泄露到信号端口的功率之比；另外一个是本振功率与其泄露到中频输出端口的功率之比，两者都用分贝数来表示。

2.4减少混频失真

混频失真是混频过程中非线性作用的结果，主要包括干扰哨声、寄生通道干扰、交调失真、互调失真。

2.4.1 干扰哨声

当满足下式：

式中，fM为干扰信号的频率。f为可以听到的音频频率，f《fI，该音频频率可以顺利地进入中频带宽范围之内。于是在接收到有用信号的同时，还会听到检波器检波出来的差拍干扰信号，即频率为f的干扰。由于此干扰频率比较低，听起来如同哨声，故称其为干扰哨声。

上式经过推导可以进一步化简为：

理论上产生干扰哨声的输入信号频率有无数个，但由于接收机接收频段是有限的，因此只有落入接收频段内的信号才会产生干扰哨声。同时在混频过程中，只有p和q比较小的输入信号才会产生较大的干扰，而p和q比较大的输入信号其组合频率分量电流幅度较小，一般可以忽略不计。所以，只需将产生干扰哨声最强的信号频率移到接收频段之外，就可以有效地减少这种干扰的影响。

分析式(6)可知，当p=0，q=1时的干扰哨声最强，这时fM=fI因此为了防止该干扰哨声的影响，在实际接收机的设计中，接收机的中频总是选择在接收的频段之外。

2.4.2寄生通道干扰

在混频器工作过程中，假设输入端的有用信号频率为fs，并且fI=fL-fS。如果混频器输入端还存在频率为fM的干扰信号，该干扰和本振信号相作用就会产生许多组合频率分量，当满足：

时，这时干扰信号产生的中频干扰就可以顺利地通过中频放大器，这种干扰称之为寄生通道干扰。

由于受fI=fL-fS的限制，由式(7)可得：

式(8)经合并，可以得到寄生通道输入干扰信号的频率表达式：

p和q的取值理论上有无穷多个，但只有p和q较小的干扰信号才能形成较大的寄生通道干扰。主要的干扰频率有两个，即中频干扰(p=0，q=1对应的干扰频率为fM=fI)和镜像干扰(p=1，q=1对应的干扰频率为fM=fL+fI=fs+2fI)。

为了抑制寄生通道干扰，总的原则是加大寄生通道干扰信号与输入有用信号间隔，使得寄生通道干扰信号能在混频器之前的滤波器中得到滤除。为了滤除中频干扰，中频应当选择在接收频段之外，对于镜像干扰的抑制可采取两种方法：

(1)采用二次混频方案，即将高频的信号首先变为频率较高的第一中频信号，然后再将第一中频信号转变为频率较低的第二中频信号。这种方案由于第一中频选得较高，故在第一级混频器之前就可以将镜像干扰频率滤除掉。

(2)采用高中频方案，即将中频选在高于接收频段的范围内。这种方案的中频很高，镜像干扰频率远高于有用信号频率，可在混频之前的滤波电路中被滤除。例如，某短波接收机的接收频率范围是2～30 MHz，高中频频率为70 MHz。

来源：维库开发网