怎么用matlab设计混频器

摘要：本文设计了一个微波混频器，它的主要功能是使信号自某一个频率变换成另外一个频率，实际上是一种频谱线性搬移电路。用正弦波振荡电路输出正弦波信号，通过MC1496制成的模拟乘法器和选频放大电路得到混频后的信号。微波混频器是超外差式接收机的核心，位于低噪声放大器后面，可以将接收到的RF信号下变换为固定的中频。

关键词：混频；频谱搬移；MC1496模拟乘法器；

一．概述

混频技术应用的相当广泛，微波混频器是超外差接收机中的关键部件。直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。采用超外差接收后，调整方便，放大量、选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。微波混频器在一些发射设备中也是必不可少的。在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。此外，微波混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、频谱分析仪等）的重要组成部分。

微波混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图如图1所示。

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为了达到接收器整体噪声系数的指标要求，需要在射频（RF）增益级或中频（IF）增益级补偿无源混频器的插入损耗。与集成混频器相比，使用无源混频器时，用户不仅要考虑其输入三阶截点（IIP3），还要考虑输出三阶截点（OIP3）。无源混频器的二阶线性指标一般都比集成平衡混频器的差，而该指标在考虑接收器的半中频杂散性能时非常重要。由于混频器的线性度与本振驱动电平直接相关，所以必须产生相当大的本振注入，然后通过PCB布线馈入无源混频器的本振端口。此外，还需要外部RF放大级对这些信号进行放大，使整个设计对本振辐射和干扰非常敏感。由于无源混频器是一个全分立方案，成本更高、PCB尺寸更大，由于分立元件之间的偏差也会导致性能上的差异。

集成（或有源）混频器设计可以获得与无源混频器相媲美的性能，因而备受欢迎。集成混频器包含一个真正的平衡混频器（Gilbert单元）或带有中频放大的无源混频器，借助增益补偿了损耗。由于集成混频器具有增益级，不再像无源混频器那样需要外部中频放大器补偿损耗。对于噪声系数指标非常好的集成混频器，如Maxim的MAX9993、MAX9981和MAX9982，在混频电路前端需要较小的RF增益，从而改善了接收器的整体线性指标。值得强调的是，如果通过在混频器前端提高增益来改善串联噪声系数，也必须提高混频器的线性度，以保持接收器的整体线性指标。MAXIM的MAX9993、MAX9981和MAX9982混频器还包括有本振（LO）驱动电路。

混频是指利用非线性元件，例如二极管，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。完成这样过程的装置，叫做混频器。

通过非线性器件将两不同频率的振荡变换成一个与两者都相关的新振荡。新振荡频率为上述两不同频率之差，振幅包络与其中之一一致。

新振荡频率为上述两不同频率之差，振幅包络与其中之一一致。若本机振荡与混频在同一非线性器件上实现，则称为“变频”。可以用于信号降频。

扩展资料：

混频的应用

1、频率变换

这是混频器的一个众所周知的用途。常用的有双平衡混频器和三平衡混频器，三平衡混频器由于采用了两个二极管电桥。三端口都有变压器，因此其本振、射频及中频带宽可达几个倍频程，且动态范围大，失真小，隔离度高。但其制造成本高，工艺复杂，因而价格较高。

2、鉴相

理论上所有中频是直流耦合的混频器均可作为鉴相器使用。将两个频率相同，幅度一致的射频信号加到混频器的本振和射频端口，中频端将输出随两信号相差而变的直流电压。当两信号是正弦时，鉴相输出随相差变化为正弦，当两输入信号是方波时，鉴相输出则为三角波。

3、可变衰减器/开关

此类混频器也要求中频直流耦合。信号在混频器本振端口和射频端口间的传输损耗是有中频电流大小控制的。当控制电流为零时，传输损耗即为本振到射频的隔离，当控制电流在20mA以上时，传输损耗即混频器的插入损耗。