導讀：無線電通信中，信號是以電磁波形式發(fā)射出去的。而混頻器正是將天線上接收到的信號與本振產(chǎn)生的信號混頻，通常由非線性元件和選頻回路構(gòu)成。它的調(diào)制方式有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。本文先對混頻器的原理、分類及應用做出了一一介紹，然后還給出了減小混頻干擾的措施。

　　1.混頻器的簡單介紹

　　混頻器將天線上接收到的信號與本振產(chǎn)生的信號混頻，通常由非線性元件和選頻回路構(gòu)成。是多個頻率信號進行混和調(diào)制，產(chǎn)生一個新頻率的調(diào)制信號，幅度、頻率、波形都將變化。當混頻的頻率等于中頻時，這個信號可以通過中頻放大器，被放大后，進行峰值檢波。檢波后的信號被視頻放大器進行放大，然后顯示出來。由于本振電路的振蕩頻率隨著時間變化，因此頻譜分析儀在不同的時間接收的頻率是不同的。

　　從頻譜觀點看，混頻的作用就是將已調(diào)波的頻譜不失真地從fc搬移到中頻的位置上，因此，混頻電路是一種典型的頻譜搬移電路，可以用相乘器和帶通濾波器來實現(xiàn)這種搬移。

　　2.混頻器的原理及分類

　?。?）混頻器的工作原理

　　兩個不同頻率的高頻電壓作用于非線性器件時，經(jīng)非線性變換，電流中包含直流分量、基波、諧波、和頻、差頻分量等。其中差頻分量fLo-fs就是混頻所需要的中頻成分，通過中頻帶通濾波器把其它不需要的頻率分量濾掉，取出差頻分量完成混頻。

　?。?）混頻器的分類

　　1）從工作性質(zhì)可分為二類，即加法混頻器和減法混頻器分別得到和頻及差頻。

　　2）從電路元件也可分為三極管混頻器和二極管混頻器。

　　3）從電路分有混頻器（帶有獨立震蕩器）和變頻器（不帶有獨立震蕩器）。

　　3.混頻器的主要應用

　　（1）頻率變換。這是混頻器的一個眾所周知的用途。常用的有雙平衡混頻器和三平衡混頻器。三平衡混頻器由于采用了兩個二極管電橋。三端口都有變壓器，因此其本振、射頻及中頻帶寬可達幾個倍頻程，且動態(tài)范圍大，失真小，隔離度高。但其制造成本高，工藝復雜，因而價格較高。

　　（2）鑒相。理論上所有中頻是直流耦合的混頻器均可作為鑒相器使用。將兩個頻率相同，幅度一致的射頻信號加到混頻器的本振和射頻端口，中頻端將輸出隨兩信號相差而變的直流電壓。當兩信號是正弦時，鑒相輸出隨相差變化為正弦，當兩輸入信號是方波時，鑒相輸出則為三角波。使用功率推薦在標準本振功率附近，輸入功率太大，會增加直流偏差電壓，太小則使輸出電平太低。

　?。?）可變衰減器。此類混頻器也要求中頻直流耦合。信號在混頻器本振端口和射頻端口間的傳輸損耗是有中頻電流大小控制的。當控制電流為零時，傳輸損耗即為本振到射頻的隔離，當控制電流在20mA以上時，傳輸損耗即混頻器的插入損耗。這樣，就可用正或負電流連續(xù)控制以形成約30dB變化范圍的可變衰減器，且在整個變化范圍內(nèi)端口駐波變化很小。同理，用方波控制就可形成開關(guān)。

　　（4）相位調(diào)制器。此類混頻器也要求中頻直流耦合。信號在混頻器本振端口和射頻端口間傳輸相位是由中頻電流的極性控制的。在中頻端口交替地改變控制電流極性，輸出射頻信號的相位會隨之在0°和180° 兩種狀態(tài)下交替變化。

　?。?）參量混頻器。主要是利用非線性電抗特性將輸入信號變換為中頻信號的電路。電抗元件在理想情況下既不消耗功率也不產(chǎn)生噪聲，所以參量混頻器具有變換效率高、噪聲小的優(yōu)點。雷達和微波系統(tǒng)常用參量混頻來實現(xiàn)低噪聲接收。圖6為并聯(lián)電流型參量混頻電路。用高Q濾波器Fc、F1和Fi隔開的三個回路，分別只允許信號電流ic、本振電流i1和差頻電流ii流過。非線性電抗元件一般由變?nèi)荻O管構(gòu)成，它在本振電壓（又稱泵電壓）的控制下，在輸入與輸出信號間起非線性變換作用。

　?。?）正交相移鍵控調(diào)制。QPSK是由兩個BPSK、一個90度電橋和一個0度功分器構(gòu)成。I/Q調(diào)制/解調(diào)器調(diào)制與解調(diào)實為相互逆反的過程，在系統(tǒng)中是可逆。這里主要介紹I/Q解調(diào)器，I/Q解調(diào)器由兩個混頻器、一個90度電橋和一個同相功分器構(gòu)成。

　　（7）鏡像抑制混頻器。抑制鏡像頻率的濾波器一般都是固定帶寬的。但當信號頻率改變時，鏡頻頻率也隨之改變，可能移出濾波器的抑制頻帶。在多信道接收系統(tǒng)或頻率捷變系統(tǒng)中，這種濾波器將失去作用。這時采用鏡頻抑制混頻器，本振頻率變化時，由于混頻器電路內(nèi)部相位配合關(guān)系，被抑制的鏡頻范圍也將隨之改變，使其仍能起到鏡頻抑制的作用。由于電路不是完全理想特性，存在幅度不平衡和相位不平衡，可能使鏡像抑制混頻器的電性能發(fā)生惡化，下圖為幅度不平衡和相位不平衡對電性能響加以說明。

　?。?）單邊帶調(diào)制器。在多信道發(fā)射系統(tǒng)中，由于基帶頻率很低若采用普通混頻器作頻譜搬移，則在信道帶寬內(nèi)將有兩個邊帶，從而影響頻譜資源的利用。這時可采用單邊帶調(diào)制器來抑制不需要的邊帶，其基本結(jié)構(gòu)為兩個混頻器、一個90度功分器和一個同相功分器。將基帶信號分解為正交兩路與本振的正交兩路信號混頻，采用相位抵銷技術(shù)來抑制不需要的邊帶，本振由于混頻器自身的隔離而得到抑制。

　　4.減小混頻干擾的措施

　　減小混頻干擾的措施主要包括以下幾個方面：

　　，混頻器的干擾程度與干擾信號的大小有關(guān)，因此提高混頻器前端電路的選擇性（如天線回路、高放級的選擇性），可有效地減小干擾的有害影響。

　　第二，將中頻選在接收頻段以外，可以避免產(chǎn)生強的干擾哨聲，同時，也可以有效地發(fā)揮混頻前各級電路的濾波作用，將強的干擾信號濾除。如采用高中頻，可基本上抑制鏡像頻率干擾、中頻干擾和某些副波道干擾。

　　第三，合理選擇混頻管的工作點，使其主要工作在器件特性的二次方區(qū)域，或者選擇具有平方律特性的場效應管作為混頻器件，可減少輸出的組合頻率數(shù)目，進而減小混頻干擾。但這種辦法對于減小中頻干擾和鏡像頻率干擾是無效的。

　　第四、采用模擬乘法器、平衡混頻器、環(huán)形混頻器，可大大減少組合頻率分量，也就減小了混頻干擾。