晶体管混频器的基本形式与特点

根据本振电压的注入和信号电压输入的位置不同，晶体管混频器电路具有图5-4-1所示的4种基本形式。如图5-4-1（b）所示，信号电压us由基极输入，本振电压uo由发射极注入，该电路应用较多，因为输入信号和本振信号相互干扰比较小。另外，对于本振电压来说这是共基极电路，其输入阻抗比较小，振荡波形比较好。

图5-4-1　晶体管混频器原理图

以图5-4-2的晶体管混频器电路图分析其频谱搬移原理。图中，u1是输入信号，u2是参考信号，且u1的振幅U1远远小于u2的振幅U2，即U2≫U1。由图看出，u1与u2都加到三极管的be结，利用其非线性特性，可以产生u1和u2的频率的组合分量，再经集电极的输出回路选出完成某一频谱线性搬移功能所需的频率分量，从而达到频谱线性搬移的目的。

图5-4-2　晶体管频谱搬移原理电路

当频率不太高时，晶体管集电极电流ic是ube及uce的函数。若忽略输出电压的反作用，则ic可以近似表示为ube的函数，即ic＝f(ube,uce)≈f(ube)。从图中可知，ube＝u1+u2+UBB，其中，UBB为直流工作点电压。现将UBB+u2＝UBB(t)看成晶体管频谱线性搬移电路的静态工作点电压（即无信号时的偏压），由于工作点随时间变化，所以称为时变工作点，即UBB(t)使三极管的工作点沿转移特性来回移动。因此，可将ic表示为

在时变工作点处，将上式对u1展开成泰勒级数，有

式中各项系数的意义说明如下：

图5-4-3　晶体管电路中的时变电流和时变跨导

式中，gm0是gm(t)的平均分量（直流分量），它不一定是直流工作点UBB处的跨导。gm1是gm(t)中角频率为ω2的分量时变跨导的基波分量振幅。

也是u2的函数，同样频率为ω2的周期性函数，可以用傅立叶级数展开：

同样包含有平均分量、基波分量和各次谐波分量。联立上述公式，可得

可以看出，ic中的频率分量包含了ω1和ω2的各次谐波分量，以及ω1和ω2的各次组合频率分量。

用晶体管组成的频谱线性搬移电路，其集电极电流中包含了各种频率成分，用滤波器选出所需频率分量，就可完成所要求的频谱线性搬移功能。一般情况下，由于U1≪U2，通常可以不考虑高次项，式（5-4-7）化简为

等效为线性时变电路，其组合频率也大大减少，只有ω2的各次谐波分量及其ω1的组合频率分量nω2±ω1,n＝0,1,2,…。(www.xing528.com)