镜频抑制混频器
镜频抑制混频器
应用ADS设计混频器
．概述
图 1 为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB 分支线定向耦合器，在各
端口匹配的条件下，1、2 为隔离臂，1 到3、4 端口以及从2 到3、4端口都是功率平分而相位差90°。
设射频信号和本振分别从隔离臂1、2 端口加入时，初相位都是0°，考虑到传
输相同的路径不影响相对相位关系。通过定向耦合器，加到D1，D2 上的信号和
本振电压分别为：
可见，信号和本振都分别以2
π
相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2
π
型平衡混频器。由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相
位差，可以得到D1中混频电流为：
主要的技术指标有：
1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数)；
2、变频增益，中频输出和射频输入的比较；
3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围；
4、双频三阶交调与线性度；
5、工作频率；
6、隔离度；
7、本振功率与工作点。
设计目标：射频：3.6 GHz，本振：3.8 GHz，噪音：<15。
2.具体设计过程
2.1 创建一个新项目
◇启动ADS
◇选择Main windows
◇菜单－File－New Project，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名
◇点击“ok”这样就创建了一个新项目。
◇点击，新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。
2.2 3dB 定向耦合器设计
◇里面选择类“Tlines-Microstrip”
◇选择，并双击编辑其中的属性，，这是微带线基板的参数设置，其中的各项的物理含义，可以参考ADS的帮助文档。
◇选择，这是一个微带传输线，选择，这是一个三叉口。
◇按照下图设计好电路图
图 2 3dB耦合器
其中50 ohm传输线的线宽w＝0.98mm，四分之一波长长度为10.46mm，35ohm 传输线的线宽为w＝1.67mm，四分之一波长长度为10.2mm。MTEE是三端口器件，有三个参数W1，W2，W3 具体是有定义的，可以此参考ADS帮助文档。◇选择类“Simulation－S_Param”并把仿真器和“Term”拉出来放好。
◇双击，修改里面的属性，要求从3GHz 到
5GHz 扫描。。
◇保存文档。
◇按“F7”仿真。
◇在“DataDisplay”窗口中，按，如下图所示，看端口的耦合度。
结果如下图所示
图 5 输出端口间的相位差
同样的办法可以看到输出端口的相位差、输入端口的隔离度、输入端口的回波损耗等。
图 6 输出端口的相位差
图7 输入端口的回波损耗
图8 输入、输出端口的隔离度
2.3低通滤波器
◇在类“Lumped-Components”里面选择电容，和电感，按照下图设计电路。
◇加上仿真器，设计为
，表示从0.01GHz，扫描到4GHz。◇按“F7”仿真。
◇在出现的“DataDisplay”窗口中，按，选择加入S21，仿真结果如下图所示。
图10 低通滤波器仿真结果
2.4 混频器频谱分析
2.41设计完整的电路图
图11 完整的电路图
把混频器的电路图分解为如下图所示的8个部分，下面分别说明一下这8个部分
具体的情况。
第一部分第二部分
第三部分就是上面设计出来的3dB定向耦合器，具体请参考3dB耦合器一章。
第4部分匹配电路
第 5 部分是晶体管，其中晶体管是使用了模型，具体操作是这样的，先在类“Devices-Diodes”里面，选择，并双击修改里面的属性，建立二极管模型，具体的参数设计参考下图13。
选择，并在相应的位置把器件放好，
其中DIODE1，和DIODE2都是
引用了刚才设计的二极管模板“DIODEM1”。
第6部分是输出阻抗匹配电路，使用传输线做阻抗匹配，
第7部分是低通滤波器，具体电路参考低通滤波器设计电路。
第8部分是一个“Term”，用来做输出负载的。“Term”是在“Simulation S-Param”中获得的。
注意：第1部分是射频输入端口，端口号就是(Num)要设计为“1”；
第2部分是
本振输入端口，端口号要设计为“3”。这是一般用HB Simulation仿真的规范要
求。
2.42设置变量
◇在电路原理图窗口上，选择，双击，修改其属性，如下图所示。
◇在类“Optim/Stat/Yield/DOE”里面，选择，并双击修改其属性为
2.43配置仿真器
◇在类“Simulation-HB”里面选择和，先双击修改其属性，主要是
把温度改为符合IEEE标准的16.85度。
◇双击，配置谐波平衡仿真器，具体参见下图
◇按“F7”进行仿真。
◇在出现的“DataDisplay”窗口中，选择，并点击“advance”项目，在
对话框里面输入“dBm(Vif)”点击“Ok”就可以显示中频输出的频谱分量。
仿真结果如下图所示：
◇选择，选择显示“ConvGain”结果如下图所示
◇
2.5噪音系数仿真
在上面仿真的基础上，稍微把仿真器修改一下就可以得到噪音系数的仿真结果，双击，修改第二项“Sweep”
应用ADS软件设计镜像抑制混频器
应用ADS 软件设计镜像抑制混频器 丁武伟 航空工业总公司第零一四中心，471009 摘要 本文论述了应用ADS 软件设计二极管电阻性混频器的过程，应用谐波平衡法对混频器的非线性特性进行了分析，给出了C 波段镜像抑制混频器的设计例子。 关键词：二极管电阻性混频器设计 ADS 软件 谐波平衡法 非线性分析 镜像抑制 混频器 概述 近年来，随着微波器件与技术的快速发展，在雷达和通信等领域，接收系统普遍采用了低噪声放大器作为前级，大大降低了系统的噪声系数，提高了灵敏度。混频器对接收系统的影响和作用似乎越来越小，事实并非如此。对于单边带系统，特别是中频较低的单边带系统来讲，镜像噪声会对噪声带来很大影响。所谓镜像信号边带是有用信号边带相对于本振信号对称的另一个边带，它与本振混频后产生的中频信号与信号边带产生的中频信号相同。对于单边带系统，当低噪声放大器频带较宽，且中频不高时，镜像噪声会通过混频器进入系统，造成系统噪声系数恶化。因此，在低噪声放大器频带较宽，且中频不高的单边带系统中，必须使用镜像抑制混频器。镜频抑制度表示对镜像噪声的抑制程度，镜频抑制度β定义为： 'G G =β 其中 G 信号边带增益 G ’ 镜像边带增益 则微波接收机噪声系数与镜频抑制度的关系为： )1 1log(10)(β +=dB M 其中 M(dB) 微波接收机噪声系数的恶化量 表1为镜频抑制度与噪声系数恶化量的数据
镜像抑制混频器设计 1镜像抑制混频器的主要技术指标 信号频率 3.6GHz 本振频率 3.8GHz 中频频率 200MHz 噪声系数 15dB 镜像抑制度 15dB 2镜像抑制混频器的组成 镜像抑制混频器电原理图如图1。 3dB正交耦合器 射频端口ＶS 同相功率分配器平衡混频器 １ 平衡混频 器 ２ 本振ＶL ＶL1 ＶL23 412ＶS1 ＶS2 Ｚ0＝503dB中正交耦合56 78 频输出电路 下边带中频输出上边带中频输出 图1 由图1可知镜像抑制混频器由两个平衡混频器、一个射频正交耦合器、一个中频正交耦合器和一个同相功率分配器组成。 3平衡混频器设计 我们采用移相90°的平衡混频器，它由这几部分组成：3 dB 支节耦合器 混频二极管 阻抗匹配网络 射频短路线和中频滤波器。 用ADS 软件的S 参数仿真功能很容易设计出幅度和相位满足要求的3 dB 支节耦合器。电路仿真原理图如图2，仿真结果如图3。
混频器特性分析
微波混频器技术指标与特性分析 一、噪声系数和等效噪声温度比 噪声系数的基本定义已在第四章低噪声放大器中有过介绍。但是混频器中存在多个频率，是多频率多端口网络。为适应多频多端口网络噪声分析，噪声系数定义改为式（9-1），其理论基础仍是式（6-1）的原始定义，但此处的表示方式不仅适用于单频线性网络，也可适用于多频响应的外差电路系统，即 （9-1） 式中 Pno ——-当系统输入端噪声温度在所有频率上都是标准温度T0 = 290K 时，系统传输到输出端的总噪声资用功率； Pns ——仅由有用信号输入所产生的那一部分输出的噪声资用功率。 根据混频器具体用途不同，噪声系数有两种。 一、噪声系数和等效噪声温度比 1、单边带噪声系数 在混频器输出端的中频噪声功率主要包括三部分： （1）信号频率f s 端口的信源热噪声是kT 0f ，它 经过混频器变换成中频噪声由中频端口输出。这部分 输出噪声功率是 m f kT α?0 式中 f ——中频放大器频带宽度；m ——混频器变频损耗；T 0——环境温度，T 0 = 293K 。 （2）由于热噪声是均匀白色频谱，因此在镜频f i 附近f 内的热噪声与本振频率f p 之 差为中频，也将变换成中频噪声输出，如图9-1所示。这部分噪声功率也是kT 0f ／m 。 （3）混频器内部损耗电阻热噪声以及混频器电流的散弹噪声，还有本机振荡器所携带 相位噪声都将变换成输出噪声。这部分噪声可用P nd 表示。 这三部分噪声功率在混频器输出端相互叠加构成混频器输出端总噪声功率P no nd m m no P f kT f kT P +?+?=αα//00 把P no 等效为混频器输出电阻在温度为T m 时产生的热噪声功率，即P no = kT m f ，T m 称混 频器等效噪声温度。kT m f 和理想电阻热噪声功率之比定义为混频器噪声温度比，即 0T T f kT P t m no m =?=
matlab仿真一阶低通滤波器幅频特性和相频特性
freqs 模拟滤波器的频率响应 语法： h = freqs(b,a,w) [h,w] = freqs(b,a) [h,w] = freqs(b,a,f) freqs(b,a) 描述： freqs返回一个模拟滤波器的H(jw)的复频域响应（拉普拉斯格式） 请给出分子b和分母a h = freqs(b, a, w) 根据系数向量计算返回模拟滤波器的复频域响应。freqs计算在复平面虚轴上的频率响应h，角频率w确定了输入的实向量，因此必须包含至少一个频率点。 [h, w] = freqs(b, a) 自动挑选200个频率点来计算频率响应h [h, w] = freqs(b, a, f) 挑选f个频率点来计算频率响应h 例子： 找到并画出下面传递函数的频率响应 Matlab代码： a = [1 0.4 1]; b = [0.2 0.3 1]; w = logspace(-1, 1);
logspace功能：生成从10的a次方到10的b次方之间按对数等分的n个元素的行向量。n如果省略，则默认值为50。 freqs(b, a, w); You can also create the plot with: h = freqs(b,a,w); mag = abs(h); phase = angle(h); subplot(2,1,1), loglog(w,mag) subplot(2,1,2), semilogx(w,phase) To convert to hertz, decibels, and degrees, use: f = w/(2*pi); mag = 20*log10(mag); phase = phase*180/pi; 算法： freqs evaluates the polynomials at each frequency point, then divides the numerator response by the denominator response: s = i*w; h = polyval(b,s)./polyval(a,s)
接收机综述
接收机要求指标大致为：噪声系数,灵敏度，线性度，动态范围，内部杂散等。 接收机大致原理图如下： 带通滤波器：(抑制杂散，减小本振泄漏对天线与系统电路产生的相应) LNA:在线性恶化的前提下提供一定增益，以抑制后续电路的噪声（要求低噪声
系数，合适的增益，高的三阶互调截点以及低的功耗） 镜像抑制滤波器： MIXER:是接收机中输入射频信号最强的模块（线性度尤为重要，高的三阶互调截点，同时要求低的噪声系数） 中频滤波器：抑制相邻信道干扰，提高选择性。 接收机的主要结构类型：1.超外差接收机结构 2.零中频接收机 3.镜频抑制接收机 4.低中频接收机 超外差接收机： 超外差接收机结构 超外差将射频输入信号与本地振荡器产生的信号相乘 优点：在低中频上实现相对带宽较窄，矩形系数较高的中频滤波器，以提高接收机的选择性，而且增益可以中频获得，降低了射频和实现高增益的难度，当射频信号频率上升到微波甚至毫米波时，可采用二次变频方法以降低滤波器实现的难度，保证接收机的选择性。 优点总结：提高了接收机的选择性，降低了射频级实现高增益的难度 缺点：结构复杂，模拟器件多，体积，重量方面不令人满意。当接收信号的频率较高时，VCO的设计变得困难 总结：对中频结构接收机，要面临镜像频率干扰，因此合理选择中频与高质量的带通滤波器对于滤除镜像频率十分重要。 镜频抑制接收机结构：Hartley与Weaver
Hartley 假如有用信号t w V s S cos 与其镜像信号t w V t t cos 同时进入信道。即： t w V t w V t V t t s S i cos cos )(+= 则图中上之路与下之路分别为： t w t w V t w V t V LO t t s S a sin )cos cos ()(+= t w V t w V IF t IF S sin 2 sin 2-= t w t w V t w V t V LO t t s S a cos )cos cos ()(+= t w V t w V IF t IF S cos 2 cos 2+= 则上下两之路信号合成中频输出：t w V V IF S IF cos = 因此除去了镜像信号，保留了有用信号 Weaver 镜像抑制结构： ：
关于混频器2x2杂散响应与IP2的关系
关于混频器2x2杂散响应与IP2的关系 类别：测试仪表阅读：873 摘要：本文对2阶交调点(IP2)以及2x2杂散响应进行了详细说明，这两个参数在RF器件规格书中经常出现，如混频器。本文有助于读者掌握IP2与2x2杂散响应指标之间的相互转换计算方法。 当混频器数据资料在交流电气特性表中提供2阶响应指标时，均会提到2阶交调(IP2)特性或者2x2杂散响应特性。这篇应用笔记的目的就是提供这两个指标之间的关系及其在接收机设计中的应用。此外还会以Maxim的MAX9993有源混频器在UMTS WCDMA 系统中的应用为例具体分析IP2与2x2杂散响应的关系。 混频器的谐波在接收电路中，混频器将较高频率的射频(RF)信号转换到较低频率的中频(IF)信号，这个过程称为下变频，当使用RF频率减去本振(LO)信号频率时称为低边注入(LO频率低于RF频率)，当使用LO频率减去RF频率时称为高边注入。这种下变频过程可以使用如下公式描述：fIF = ±fRF ± fLO 上式中fIF表示混频器输出端的IF信号，fRF为加在混频器RF输入端的任何RF信号，fLO表示加在混频器LO输入端的LO信号。 理想情况下，混频器的输出信号幅度和相位与输入信号的幅度和相位呈一定的比例关系，且这种关系与LO信号的特性无关。(这里是与乘法器相对比而言的，乘法器的幅度和相位在输入和输出之间并没有确定的关系。)利用这个假设前提，混频器的幅度响应与RF输入呈线性关系并且独立于LO输入。 然而，混频器的非线性会产生被称为杂散的不希望出现的混频产物，这些产物是由于不希望的信号到达混频器的RF输入端口，并且在IF频点产生相应的产物。比较麻烦的是，进入RF端口的信号并不一定落在所希望输入的RF频带内。很多情况下，这些信号的功率电平较高，混频器之前的RF滤波器无法提供足够的抑制度以避免产生额外的杂散产物。当这些杂散产物干扰到所需要的IF频率时，混频机制可以用下式表述：fIF = ±m fRF ±n fLO 上式中m、n分别为RF和LO的整数次谐波，经混频后产生数量众多的杂散产物。实际上，这些杂散产物的幅度随着m或者n的增加而减小。 在确定所要处理的频率范围之后，应谨慎选择IF和LO的频率，以避免任何可能的混频杂散产物。可使用滤波器将可能混频后产生落入IF频带内的RF信号滤除。混频器之后的滤波器用来滤除检波器之前的杂散信号，仅通过所需要的IF信号。但是IF频带内的杂散信号不会被IF滤波器滤除。 多种型号的平衡式混频器可以抑制某些m，n为偶数的杂散信号。理想的双平衡混频器可以抑制所有m或n(或二者均为偶数)为偶数次的混频产物。在所有双平衡混频器中，
巴特沃斯数字低通滤波器要点说明
目录 1.题目........................................................ .................................. .2 2.要求........................................................ (2) 3.设计原理........................................................ . (2) 3.1 数字滤波器基本概念......................................................... (2) 3.2 数字滤波器工作原理......................................................... (2) 3.3 巴特沃斯滤波器设计原理 (2) 3.4脉冲响应不法......................................................... .. (4) 3.5实验所用MATLAB函数说
明 (5) 4.设计思路........................................................ .. (6) 5、实验内容........................................................ . (6) 5.1实验程序......................................................... . (6) 5.2实验结果分析......................................................... . (10) 6.心得体会........................................................ . (10) 7.参考文献........................................................ . (10) 一、题目：巴特沃斯数字低通滤波器 二、要求：利用脉冲响应不变法设计巴特沃斯数字低通滤波器，通带截止频率100HZ,采样频率1000HZ，通带最大衰减为0.5HZ，阻带最小衰减为10HZ，画出幅频、相频相应相应曲线。并假设一个信号x(t)=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t),其中f1=50HZ,f2=200HZ。用此信号验证
利用ADS设计镜频抑制混频器的实例步骤.
应用ADS设计混频器 1．概述 图1为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB分支线定向耦合器，在各端口匹配的条件下，1、2为隔离臂，1到3、4端口以及从2到3、4端口都是功率平分而相位差90°。 图1 设射频信号和本振分别从隔离臂1、2端口加入时，初相位都是0°，考虑到传输相同的路径不影响相对相位关系。通过定向耦合器，加到D1，D2上的信号和本振电压分别为： D1上电压 1-1 1-2 D2上电压 1-3 1-4 可见，信号和本振都分别以相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为 型平衡混频器。由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相位差，可以得到D1中混频电流为：
同样，D2式中的混频器的电流为： 当时，利用的关系，可以求出中频电流为： 主要的技术指标有： 1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数； 2、变频增益，中频输出和射频输入的比较； 3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围； 4、双频三阶交调与线性度； 5、工作频率； 6、隔离度； 7、本振功率与工作点。 设计目标：射频：3.6 GHz，本振：3.8 GHz，噪音：<15。 2.具体设计过程 2.1创建一个新项目 ◇ 启动ADS ◇ 选择Main windows
◇ 菜单－File－New Project，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名 ◇ 点击“ok”这样就创建了一个新项目。 ◇ 点击，新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。 2.2 3dB定向耦合器设计 ◇ 里面选择类“Tlines-Microstrip”
◇选择，并双击编辑其中的属性，，这是微带线基板的参数设置，其中的各项的物理含义，可以参考ADS的帮助文档。 ◇选择，这是一个微带传输线，选择，这是一个三叉口。 ◇按照下图设计好电路图 图2 3dB耦合器 其中50 ohm传输线的线宽w＝0.98mm，四分之一波长长度为10.46mm，35ohm传输线的线宽为w＝1.67mm，四分之一波长长度为10.2mm。MTEE是三端口器件，有三个参数W1，W2，W3具体是有定义的，可以此参考ADS帮助文档。 ◇选择类“Simulation－S_Param”并把仿真器和“Term”拉出来放好。
接收机镜像抑制滤波器的设计
接收机镜像抑制滤波器的设计 【摘要】接收机中镜像信号由于离有用信号较近往往会对信号造成干扰。本文设计了一款带宽为30MHz，插损小于6dB的微带发夹型滤波器，并利用安捷伦公司的ADS软件进行了仿真设计，得到的仿真效果较好，输入输出反射系数小于-15dB。最后给出了使用网络分析仪的实物测试效果和实物图，满足了设计的指标要求。 【关键词】发夹型滤波器；接收机；ADS软件 1.引言 射频滤波器是接收机中必不可少的部件，可以用来组合和分开不同频率的信号，如在混频或倍频的通路中实现频率的选择。由于电磁波谱资源的有限性，通过使用滤波器既可以让某一频段的信号顺利的通过，又可以有效地抑制其他频段的信号经过该系统。从不同的方面来给微波滤波器分类：按作用分类（如低通、带通等），按结构分类（如微带线、波导等），按照加载方式可分为（如单终端、双终端）等[1]。 2.发夹型滤波器的原理 2.1 工作原理分析 发夹型滤波器的耦合结构在原理上属于交叉耦合，即负载端和输入端的耦合通路不唯一，除了基本的相邻两个谐振器的直接耦合外，其它谐振器两两之间还存在着微弱的耦合[3]。虽然发夹型谐振器和平行耦合谐振器一样都是半波长的谐振器，但是与平行耦合结构相比更加紧凑，减小了尺寸从整体上降低了滤波器的成本。与普通的梳状线带通滤波器相比，不需要在谐振臂的末端加过孔，消除了在设计过孔时引入的误差。因此微带线滤波器的设计中得到较多的使用。图1给出了两种常用发夹型谐振器的基本结构。 其中（a）所示的结构较为简单，Dishal的理论证明了发夹型滤波器的各臂可以采用相同的特性阻抗，只需要通过调节相邻谐振器之间的距离最终可以达到满足设计参数的滤波器[3]。 2.2 滤波器的仿真设计 本课题中设计的发夹型滤波器的指标要求：中心频率工作在830MHz，带宽为30MHz，工作时的插入损耗小于6dB，输入和输出反射系数小于-14dB，小于763MHz处阻带抑制为-50dB。 ADS2008是由安捷伦公司推出的专门用于射频与微波电路的仿真和设计的辅助工具，它大大缩短了射频电路的设计周期，既能够进行系统的总体仿真又
镜频抑制混频器
镜频抑制混频器 应用ADS设计混频器 ．概述 图 1 为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB 分支线定向耦合器，在各 端口匹配的条件下，1、2 为隔离臂，1 到3、4 端口以及从2 到3、4端口都是功率平分而相位差90°。 设射频信号和本振分别从隔离臂1、2 端口加入时，初相位都是0°，考虑到传 输相同的路径不影响相对相位关系。通过定向耦合器，加到D1，D2 上的信号和 本振电压分别为： 可见，信号和本振都分别以2 π 相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2 π 型平衡混频器。由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相 位差，可以得到D1中混频电流为：
主要的技术指标有： 1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数)； 2、变频增益，中频输出和射频输入的比较； 3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围； 4、双频三阶交调与线性度； 5、工作频率； 6、隔离度； 7、本振功率与工作点。 设计目标：射频：3.6 GHz，本振：3.8 GHz，噪音：<15。 2.具体设计过程 2.1 创建一个新项目 ◇启动ADS ◇选择Main windows ◇菜单－File－New Project，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名 ◇点击“ok”这样就创建了一个新项目。 ◇点击，新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。 2.2 3dB 定向耦合器设计
◇里面选择类“Tlines-Microstrip” ◇选择，并双击编辑其中的属性，，这是微带线基板的参数设置，其中的各项的物理含义，可以参考ADS的帮助文档。 ◇选择，这是一个微带传输线，选择，这是一个三叉口。 ◇按照下图设计好电路图
简单二阶有源低通滤波器电路及幅频特性
简单二阶有源低通滤波器电路及幅频特性 为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC o (1)通带增益 当f=0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为 低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好二阶LPF的电路图如图6所示，幅频特性曲线如图7所示。 1- (2)二阶低通有源滤波器传递函数根据图8-2.06可以写出
丄“盘斗丄〕 俯二一礎 通常有，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数 臥)—九… (3)通带截止频率 将s 换成j 3,令3 0 = 2n f o=1/(RC)可得 当f=fp时，上式分母的模 ="丿厶 I Vo Z 与理想的二阶波特图相比，在超过fO以后，幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。但在通带截止频率fp -fO之间幅频特性下降的还不够快。 摘要设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用MultisimIO仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。 关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；MultisimIO 滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用EDA仿真软件Multisim1O对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。 1设计分析 1.1二阶有源滤波器的典型结构 二阶有源滤波器的典型结构如图1所示。其中，丫1?丫5为导纳，考虑到UP=UN
低通滤波器设计实验报告
低通滤波器设计 一、设计目的 1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析； 2、练习使用软件ORCAD （PISPICE ）绘制滤波电路； 3、掌握在ORCAD （PISPICE ）中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。 二、设计指标 1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s; 2、品质因数Q=1/2; 三、设计步骤 1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响，我们选择R1=R2=R,C1=C2=C ，来减少原件分散性带来的问题； 2、考虑到电容种类比较少，我们先选择电容的值，选择电容C=1nF; 3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC 1=2*10^5 解得：R=5K ? 4、根据给定的Q ，求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1= K -31 解得：K=3-Q 1=1.286 5、根据求出K 值，确定Ra 与Rb 的值
Ra=2 K=1+ Rb Ra=Rb 这里取Ra=Rb=10K?; 四、电路仿真 1、电路仿真图： 2、低通滤波器幅频特性曲线 3、低通滤波器相频特性曲线 注：改变电容的值：当C1=C2=C=10nF时 低通滤波器幅频特性曲线 低通滤波器相频特性曲线 五、参数分析 1、从幅频特性图看出：该低通滤波器的截止频率大约33KHz, 而我们指标要求设计截止频率 f= Wp/2?=31.847KHz 存在明显误差； 2、从幅频特性曲线看出，在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性； 3、从相频特性曲线看出，该低通滤波器的相频特性相比比较好。 4、改变电容电阻的值，发现幅频特性曲线稍有不同，因此，我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。 六、设计心得: 通过对给定参数指标的地滤波器的仿真设计，一方面学会了在
FMAMSW多波段手调收音芯片C9613
1. 描述 C9613是一款手调FM/AM/SW多波段免调试的单声道DSP收音芯片。该芯片单片集成频率综合器、射频前端、MPX解码器等，可以实现从无线输入到音频输出的所有接收器功能，省去了校正传统PVC、中周的复杂外围电路，省略了复杂的调试校正生产工序。 C9613芯片集成了一个高性能的低中频数字音频DSP，使得该芯片在各种接收条件下都具有极佳的声音质量。 C9613芯片具有AFC功能，使其极佳的性能及灵活性。C9613芯片可以在从2.0V 到3.6V 宽电源电压范围工作。 1.1. 特征 ●单片集成FM/AM/SW收音接收机 ●功耗极低 FM模式的耗电电流小于32mA ， AM模式的耗电电流小于28mA ●支持全球FM/AM/SW波段 AM波段520-1710 KHz FM波段87-108MHz 支持FM单波段64-108 MHz SW波段3.20MHz-23.00MHz SW支持9个默认频段 ●集成数字低中频调谐器 镜像抑制下变频器 高性能A/D转换器●完全集成数字频率综合器 完全集成的片上RF VCO 完全集成的片上环路滤波器 ●支持手动PVR搜台 ●支持32.768KHz 晶体振荡器 ●自动的频率控制(AFC) ●支持数字自动增益控制(AGC) ●数字自适应噪声对消 单声道音频输出 ●FM/AM各个地区频率波段选择 ●SW支持1－9个短波模式 ●支持SW任意频段选择（可扩展）●封装类型: SOP16 (符合RoHS标准) 1.2. 应用领域 桌面或便携式收音机 CD/DVD 播放机 迷你音响 U盘、插卡多波段收音播放器 玩具或礼品.
2.功能框图 图1. C9613 功能框图
四种滤波器的幅频特性
四种滤波器的幅频特性 本次实验是观察四种滤波器（低通、高通、带宽、带阻）的幅频特性，以加强对各 种滤波器的功能认知。本次实验我们选用的放大器为324型，其功能图如下所示: 下面我们来逐步观察一下四种滤波器的特性。 1.低通滤波器 其电路图如下所示： 图中，电阻R1=R2=R=10KΩ，C1=C2=,Ro==8Ω，Vcc+＝+12V， Vcc-＝-12V，低通滤波器的传递函数 2 2 2 ) ( ω αω ω + + = s s K s H p， ，其中 2 2 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 ; 1 ; 1 C R K R R C C C R R R R K K f f p - + ?? ? ? ? ? + = = + = =αω ω 带入数据w。＝10000rad/s，Kp＝，α＝， ()()22 2 2 2 2 25 / 24 25 /7 8.1 ) ( ω ω ω ω ω + - = j H；
当w ＝0时)(ωj H ＝，；w 增加且w<4800rad/s 时，)(ωj H 增加；当>4800rad/s 时, )(ωj H 减小,;w 趋近无穷时, )(ωj H 趋近于0。此时wc=s 。 对于不同的α，滤波器的幅频特性也不相同 对于实验中的低通，α＝，与的相似，我们对于实验数据的测量如下： 输入为100mV 频率f （Hz ） 输出V （v ） 频率f （Hz ） 输出V （v ） 10 2200 30 2300 50 2400 100 2500 200 2600 500 2700 800 2800 1000 2900 1100 3000 1200 3500 1300 4000 1400 4500 1500 5000 1600 5500 1700 6000 1800 7000 1900 8000 2000 9000 2100 10000 范围10～6kHz 输出不失真 绘出的幅频特性图如下：
混频器原理
混频器原理 作者：本站来源：https://www.wendangku.net/doc/144051643.html, 发布时间：2008-8-13 18:16:39 减小字体增大字体 混频器原理 工作频率 混频器是多频工作器件，除指明射频信号工作频率外，还应注意本振和中频频率应用范围。 噪声系数 混频器的噪声定义为：NF=Pno/Pso Pno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290 K时，传输到输出端口的总噪声资用功率。Pno主要包括信号源热噪声，内部损耗电阻热噪声，混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。 变频损耗 混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比。主要由电路失配损耗，二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。 1dB压缩点 在正常工作情况下，射频输入电平远低于本振电平，此时中频输出将随射频输入线性变化，当射频电平增加到一定程度时，中频输出随射频输入增加的速度减慢，混频器出现饱和。当中频输出偏离线性1dB时的射频输入功率为混频器的1dB压缩点。对于结构相同的混频器，1dB压缩点取决于本振功率大小和二极管特性，一般比本振功率低6dB。 动态范围 动态范围是指混频器正常工作时的微波输入功率范围。其下限因混频器的应用环境不同而异，其上限受射频输入功率饱和所限，通常对应混频器的1dB压缩点。 双音三阶交调 如果有两个频率相近的微波信号fs1和fs2和本振fLO一起输入到混频器，由于混频器的非线性作用，将产生交调，其中三阶交调可能出现在输出中频附近的地方，落入中频通带以内，造成干扰，通常用三阶交调抑制比来描述，即有用信号功率与三阶交调信号功率比值，常表示为dBc。因中频功率随输入功率成正比，当微波输入信号减小1dB时，三阶交调信号抑制比增加2dB。 隔离度 混频器隔离度是指各频率端口间的相互隔离，包括本振与射频，本振与中频，及射频与中频之间的隔离。隔离度定义为本振或射频信号泄漏到其它端口的功率与输入功率之比，单位dB。 本振功率
四种滤波器的幅频特性教程文件
四种滤波器的幅频特 性
四种滤波器的幅频特性 本次实验是观察四种滤波器（低通、高通、带宽、带阻）的幅频特性，以加强对各种滤波器的功能认知。本次实验我们选用的放大器为324型，其功能图如下所示: 下面我们来逐步观察一下四种滤波器的特性。 1.低通滤波器 其电路图如下所示： 图中，电阻R1=R2=R=10KΩ，C1=C2=0.01uF,Ro=0.8R=8Ω，Vcc+＝ +12V，
Vcc-＝-12V ，低通滤波器的传递函数20 02 2 )( ω αωω++=s s K s H p ， ，其中 2 221102 121001111; 1; 1C R K R R C C C R R R R K K f f p -+???? ??+== +==αωω带入数据w 。＝10000rad/s ，Kp ＝1.8，α＝1.2， ()( ) 2 2 2202 2 25/2425/78.1)(ωωω ωω+-= j H ； 当w ＝0时)(ωj H ＝1.8，；w 增加且w<4800rad/s 时，)(ωj H 增加；当>4800rad/s 时, )(ωj H 减小,;w 趋近无穷时, )(ωj H 趋近于0。此时wc=1.17rad/s 。 对于不同的α，滤波器的幅频特性也不相同 对于实验中的低通，α＝1.2，与1.25的相似，我们对于实验数据的测量如下： 输入为100mV 频率f （Hz ） 输出V （v ） 频率f （Hz ） 输出V （v ） 10 1.965 2200 0.756 30 1.965 2300 0.698 50 1.960 2400 0.650 100 1.950 2500 0.596 200 1.945 2600 0.548
谐波混频的优缺点对比
常用的混频器结构主要有两种：（１）基波混频，本振信号频率等于射频信号频率，一般用于射频载波信号频率较低的情况；（2）分谐波混频，射频信号的频率是本振信号的偶数倍，一般用于射频载波信号频率较高的情况（常用于X 波段及其以上频段混频器设计）。 我们的设计目标是L波段零中频直接变频混频器。拟采用的两种方案如下： （一）基波混频 若是采用基波混频方案，即采用本振输出的基波信号直接与射频信号进行混频。其优势在于：（1）射频信号载波频率较低，用于产生本振信号的VCO及锁相环、鉴相器的实现设计难度较低；（2）从已有的公司产品和公开发表的文献可知，该方案技术发展比较成熟，可参考的设计拓扑结构多。 在零中频接收结构中，基波混频存在一些缺点：（1）本振泄漏；（2）直流偏移；（3）若是采用平衡混频结构，对带内杂波抑制不好，其输出高次杂波可能正好处在输出频率的边带上而无法通过输出滤波器滤掉，这会对接收机的性能产生较大的影响。 为了克服由于本振泄露引起的直流偏移对接收机性能的影响，直接变频接收的本振方案往往采用二分频或二倍频结构实现本振与射频的偏差，从而消除直流偏移产生的途径。这种方案框图如下图1所示。 （二）分谐波混频 分谐波混频法主要是利用本振的n（2，4，6。。。）次谐波来跟RF信号混频，然后通过输出滤波器选出所需的信号。因此，这种混频方法的主要优点是：（1）可以降低本振频率至所需频率的1/2，1/4等，本振的调谐范围窄，简化了本振的设计难度。 （2）这种混频方法产生的高阶混频产物少，电平低，这对混频器的输出些杂波的抑制有好处。 （3）采用谐波混频法，将本振频率降低一半，甚至更低，则可通过提高杂波阶数，降低其幅度，从而有效抑制了带内杂波。 （4）一般低频谐波混频器本振信号频率选为射频信号频率的一半，混频器使用本振信号的二次谐波与输入射频信号进行混频。由本振泄漏引起的自混频将
五数字滤波器幅频特性的测试
实验三 低通、高通滤波器的幅频特性 一、实验目的 ㈠ 进一步熟悉DSP 实验系统的结构、组成及使用方法。 ㈡ 了解数字低通、高通滤波器的特点，学习数字滤波器幅频特性的测量方法。 ㈢ 观察数字滤波器频响特性的周期延拓性。 二、实验原理 ㈠ 用DSP 实验系统实现数字滤波器 一个线性时不变离散系统，或者说一个数字系统可以用系统函数来表示： ∑∑=-=--= N i i i N i i i z a z b z H 1 01)(
也可以用差分方程表示: ∑∑==-+-= N i i N i i i n y a i n x b n y 1 )()()( 由以上两个公式中,当i a 至少有一个不为0时,表达的是一个IIR 数字滤波器;当i a 全都为0时,表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器i a 全都为0时的一个特例。 通常,我们把FIR 滤波器的系统函数表示为 H Z h n Z n N n ()()= =--∑01 其差分方程表示为 y n h i x n i i N ()()()= -=-∑0 1 例如:已知一个用双线性变换法设计的三阶低通IIR 数字滤波器，采样频率F s =4KHz,其3dB 截止频率为1KHz,它的传递函数 2 3 21333121)(----++++=z z z z z H 为了用数字信号处理实验系统实现这个滤波器,我们对上式还需进行处理,将其化成一 般表示式 2 32123213333.0116667.05.05.016667.03 1161212161)(--------++++=++++=z z z z z z z z z H 由上式可知,传递函数的各系数为 16667.00=b 5.01=b 5.02=b 16667 .03=b 01=a 3333.02-=a 03=a 相应的差分方程为 ) 2(3333.0)3(16667.0)2(5.0)1(5.0)(16667.0)3()2()1()3()2()1()()(3213210---+-+-+=-+-+-+-+-+-+=n y n x n x n x n x n y a n y a n y a n x b n x b n x b n x b n y 将以上差分方程的计算过程及采样频率Fs 、电路阶数N =3编写成TMS320Cxx 执行程序,输入实验系统,即可实现这个IIR 数字低通滤波器。图7-5-1为实现IIR 数字滤波器的DSP 汇编程序流程图。 ㈡.数字滤波器幅频特性的测量 任一电信网络幅频特性的测量均可采用两种方法:逐点描绘法和扫频测量法。
HFSS与Designer协同仿真设计D波段分谐波混频器
HFSS 与Designer 协同仿真设计 D 波段分谐波混频器 王瀚卿，余世里，苏兴华，沈利江 上海航天电子技术研究所，上海，201109 摘要： 本文应用三维电磁场仿真软件HFSS ，对混频器各部分分别进行了建模仿真。然后利用HFSS 与Designer 的协同仿真，实现了D 波段分谐波混频器的仿真设计和优化。仿真结果表明，该混频器在12GHz 频带内单边带变频损耗（SSB ）小于7dB 。 关键词： D 波段 变频损耗 HFSS 和Designer 协同仿真 Simulation and Design of D band sub-harmonic mixer by using HFSS and Designer Wanghan Qing Yushi Li Suxing Hua Shenli Jiang Shanghai astronavigation electronic technology institute Shanghai 201109 Abstract : This paper presents the modeling and simulation of the components of mixer with the optimization of HFSS software. Then, using co-simulation between HFSS and Designer, the performance result of D-band mixer has been obtained and analyzed. The result indicates that, the conversion loss of the mixer is less than 7dB within 12 GHz. Keywords : D band conversion loss co-simulation between HFSS and Designer 1. 引言 由于太赫兹技术已成为倍受各国政府支持和重视的先进科学技术，毫米波、亚毫米波混频器的应用日渐广泛, 国内外许多研究机构和科研院所都在积极开发结构合理、性能卓越的混频器，来满足各应用领域的需求。采用谐波混频技术的分谐波混频器，其本振源频率只是射频信号频率的数分之一，降低了设计高频接收机的难度和成本。 2. 分谐波混频器的工作原理 分谐波混频器是利用二极管的非线性原理，使本振信号产生高次谐波，与输入的射频信号进行混频，输出频率较低的中频信号。偶次谐波混频器利用反向并联二极管对的特性，即外部电流只含偶次本振谐波分量，而奇次本振谐波分量仅存在于管对环路内部，减少了电路 输出信号的干扰频率的影响，降低了变频损耗。 2
低通滤波系统的频率特性分析
实验一低通滤波系统的频率特性分析 一、实验名称：低通滤波系统的频率特性分析 二、实验目的： 1、观察理想低通滤波器的单位冲激响应与频谱图。 2、观察RC低通网络的单位冲激响应与频谱图。 三、实验原理：（写报告时这部分要详细写并要求有必要的推导过程） 1、理想低通的单位冲激响应为Sa(t-t0)函数，幅频特性在通带内为常数，阻带内为零。在截止频率点存在阶跃性跳变。相频特性为通过原点斜率为-wt0的直线。 2、实际物理可实现的RC低通网络通带阻带存在过渡时间，与RC时间常数有关，通带阻带也不再完全是常数。相频特性为通过原点的曲线。（在原点附近近似直线）。 四、实验步骤： 1、打开MATLAB软件，建立一个M文件。 2、MA TLAB所在目录的\work子目录下建立一个名为heaviside的M文件，创建子程序函 数。 4、建立一个新的M文件，编写主程序并保存。 5、运行主程序，观察理想低通滤波器及实际RC低通滤波电路的单位冲激响应与频谱图。 并记录实验结果。 五、实验结果：(见附录B) 六、思考题： 1、理想低通滤波器的幅频曲线和相频曲线有什么特点？ 2、实际RC低通与理想低通滤波器的频谱有何不同？为什么？ 3、在实验中的低通网络RC时间常数是多少？对低通滤波器有何影响？
(A) 实验程序 1、子程序[定义阶跃函数] function f=heaviside(t) f=(t>0); 2、主程序[分别对理想低通和实际低通作图：h(t)、|H(jω)|、φ(ω）] %理想低通滤波器的单位冲激响应、幅频特性、相频特性。 syms t f w; figure(1) f=sin(t-1)/(t-1); Fw=fourier(f); %傅立叶变换 x=[-20:0.05:20]; fx=subs(f,t,x); subplot(2,1,1); plot(x,fx); %波形图 grid; W=[-4:0.01:4]; FW=subs(Fw,w,W); subplot(2,2,3); plot(W,abs(FW)); %幅频特性 grid; xlabel(' 频率'); ylabel(' 幅值'); subplot(2,2,4); plot(W,angle(FW)); %相频特性 grid; xlabel(' 频率'); ylabel(' 相位'); %RC低通网络的单位冲激响应、幅频特性、相频特性 figure(2) f=exp(-2*t)*sym('Heaviside(t)'); Fw=fourier(f); %傅立叶变换 x=[-4:0.02:4]; fx=subs(f,t,x); subplot(2,1,1); plot(x,fx); %波形图 grid; W=[-4:0.02:4]; FW=subs(Fw,w,W); subplot(2,2,3); plot(W,abs(FW)); %幅频特性 grid; xlabel(' 频率'); ylabel(' 幅值'); subplot(2,2,4); plot(W,angle(FW)); %相频特性 grid; xlabel(' 频率'); ylabel(' 相位');
接收机原理概述
接收机原理概述 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
接收机原理概述 1)接收机的功能： ?放大功能； ?匹配滤波功能：最大化信噪比，指滤波器的性能与信号的特性取得某种一致，使 滤波器输出端的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值最大。 匹配滤波器对信号做的两种处理： 1)去掉信号相频函数中的任何非线性部分，因而在某一时刻可使信号中所有频 率分量都在输出端同相叠加而形成峰值。 2)按照信号的幅频特性对输入波形进行加权，以便最有效地接收信号能量而抑 制干扰的输出功率。即当信号与噪声同时进入滤波器时，它使信号成分在 某一瞬间出现尖峰值，而噪声成分受到抑制。 ?解调功能：去掉载频，恢复信号的信息。 图1功能框图 2)超外差接收机原理 图2功能框图 ?射频处理器：在回波频率上处理信号和干扰。滤除不想要的信号削弱非常强的信号 放大信号和干扰。低噪声特性(射频放大器内部的噪声决定了接收机输出的信噪比)。
?混频器：与本振连接，将信号和干扰变到中频。在中频，可使滤波器和放大器匹配 得更精确，以满足需要。 ?中频放大器：放大和滤波（两个层面），有增益控制 ?解调器：将中频变换到基带频率。雷达包括三个类解调器：将中频变换到基带频 率。包括三个类型：包络检波、同步检波、I/Q 3)接收机参数和指标 ?灵敏度:接收微弱信号能力的重要参数，是接收机最核心的指标之一。在接收机带 宽一定的情况下，主要和噪声系数，调制特性函数等有关. ?动态范围：表示接收机能按预期进行工作的信号强度范围 ?接收机内部噪声：通常用噪声系数噪声温度、噪声因子等参数表示。 ?增益：接收机输出功率和输入功率之比。 ?镜像抑制：反映接收机对镜像信号干扰的抑制，是接收机设计中必须加以重点考虑 的指标。由于镜像信号经过混频器后的变频信号同样落在中频滤波器的通带内，对镜像信号的抑制就显得很有必要。抑制镜像信号方法一是使用镜像抑制滤波器提高频带的选择性，二是采用高中频，三是采用多次变频的方法。 ?带宽：在特定的增益容差内能同时放大两个或两个以上信号的频带。