混頻器中的組合干擾和非線性失真

　　

　　◆成因：一般,設混頻器件在靜態(tài)工作點上展開的伏安特性為i=f(υ)=α0+α1υ+α2υ2+…當υ=υs+υL=Vsmcosωct+VLmcosωLt,i中將含有眾多組合頻率分量,（它們的振幅隨著(p+q)的增大而迅速減?。?。這種情況猶如混頻,其中存在無數(shù)個變換通道,將fc變換為fpq,每一個變換通道由一對p和q值及所取正負號表示。其中只有一個變換通道(p=q=1)有用（將輸入信號頻率變換為所需要的中頻）。其余大量變換通道都是無用的,其中有的還十分有害（產生了干擾）,把有害的統(tǒng)稱為組合頻率干擾。

　　

　　◆組合頻率干擾類型：

　　

　　1）干擾哨聲

　　

　　成因：對應于某一對p和q值的fpq(除p=q=1外),若其值十分接近中頻,,F為音頻頻率。在混頻器中,輸入信號除通過p=q=1的有用通道變換為中頻信號外,還可通過某些p和q滿足上式的那些通道變換為接近于中頻的信號,并都將順利地通過中頻放大器。

　　

　　現(xiàn)象：接收者在收聽到有用信號聲音的同時,還聽到由檢波器檢出的差拍信號頻率F,形成音頻哨叫聲。

　　特點：有用信號通過某些寄生通道形成;

　　a)產生干擾哨聲的頻率點fc為無窮多個,不連續(xù),為fI的整數(shù)或分數(shù)倍;
　　b)若頻段確定后,能落在段內的干擾fc點仍為有限個;
　　c)最強的干擾 為避免最強干擾哨聲,可將

　　中頻設到頻段以外。

　　

　　2)寄生通道干擾

　　

　　成因：若加到混頻器輸入端的是頻率為fM的干擾信號,則滿足的通道可將fM變換為寄生的fI,也順利通過中頻放大器。

　　

　　現(xiàn)象：接收者能聽到干擾信號的聲音。

　　

　　特點：干擾信號通過某些寄生通道形成;

　　a)產生寄生通道干擾的fM點為無窮多個,不連續(xù),對稱分布在兩側,相距;
　　b)若頻段確定后,能落在段內的干擾點為有限個;
　　c) 最強的干擾

　　

　　為避免最強干擾,須將中頻取在頻段外。

　　

　　2、非線性失真

　　

　　1)包絡失真和強信號阻塞

　　

　　包絡失真：υ=υs+υL=Vsmcosωct+VLmcosωLt代入i=f(υ)=α0+α1υ+α2υ2+…
經三角變換后可知,υ的二次方項、四次方項以及更高的偶次方項均會產生中頻電流分量,忽略υ的四次方以上各項,則

可見,IIm與Vsm之間為非線性關系。因此,當Vsm=Vsm0(1+MacosΩt)時,IIm就不能正確地反映Vsm的變化規(guī)律。Vsm越大,包絡失真越嚴重。

強信號阻塞：當Vsm過大時,由于α4或某些更高次方項系數(shù)為負值,與正值系數(shù)項相互抵消,就會導致IIm幾乎不隨Vsm而變化。因而,盡管Vsm按調制規(guī)律變化,但IIm卻近似恒值。收聽者在該情況下會聽不到有用信號的聲音。

　　

　　2)交叉調制失真

　　

　　當混頻器輸入端同時作用著υs和干擾信號υM,υ=υL+υs+υM,則代入i=f(υ)可知,υM的二次方項(2α2υLυs),四次方項及更高偶次方項均會產生中頻電流分量,其中產生的中頻電流分量振幅3α4VLmVsmV2Mm與VMm有關。這說明,該電流分量振幅中含有干擾信號的包絡變化,即將干擾信號的包絡交叉地轉移到輸出有用中頻信號上去的一種非線性失真,稱交叉調制失真或交調失真。存在該種失真時,人們不僅收聽到有用信號的聲音,同時也收到干擾信號的聲音,但當有用信號停止發(fā)送時,干擾信號聲音隨之消失。

VM1m和VM2m一定時,r和s的值越小,相應寄生電流振幅越大。同時,由于混頻前的高頻放大器具有良好的濾波作用,只有頻率較靠近fc的兩個干擾信號時才能有效地加到混頻器的輸入端。因此,能產出最強互調失真的兩干擾信號頻率應滿足：
2fM1-fM2=fc或 2fM2-fM1=fc
即fL-(2fM1-fM2)=fI或fL-(2fM2-fM1)=fI
由于r+s=3,故稱之為三階互調失真。

　　

　　小結：上述幾種主要非線性失真,都是由非線性伏安特性的四次方項及更高的偶次方項產生的。其中,三階互調失真對接收機的危害最大,且三階互調失真嚴重,其它非線性失真也相應較嚴重。因此,可直接用三階互調失真系數(shù)作為評價混頻器非線性失真大小的性能指標。
實際混頻電路中,加到輸入端的往往是有用信號和多種干擾信號迭加的產物。上述干擾哨聲,寄生通道干擾和各種非線性失真均可能同時存在,往往只有其中某一種或幾種是主要的。