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零頻率IF

發布時間：2018-03-16 來源：John Dunn 責任編輯：wenwei

【導讀】超外差原理是，任何頻率的輸入信號都與“本地振蕩器”的頻率“混合”，在稱為IF的“中頻”產生新的信號。本設計實例將介紹一種混頻安排，其中本地振蕩器以輸入信號的頻率運行，產生零赫的IF。

超外差接收機中使用的縮寫詞“IF”代表“中頻”，所以對於一個追求語言純粹的人，本文標題中出現了“頻率頻率”的並列就顯得荒謬。但是我決定不在意。談論一款中頻器件或電路或係統或其它任何東西都太簡單了，所以我要懇請你的寬容。

超外差原理是，任何頻率的輸入信號都與“本地振蕩器”的頻率“混合”，在我們稱為IF的“中頻”產生新的信號。在典型的AM收音機中，IF是455kHz；而在典型的FM收音機中，IF是10.7MHz。在這兩種情況下，本地振蕩器都以輸入信號的頻率運行，但由IF移頻。如果你在紐約市收聽WINS的AM電台，選台到1010kHz，則本地振蕩器將以1465kHz的頻率工作。

但這裏我們將看到一種混頻安排，其中本地振蕩器以輸入信號的頻率運行，產生零赫的IF，正如標題所說。

下圖是用於超外差接收的零頻率IF級，隻要其頻率wm = 2×pi×fm足夠接近第二本地振蕩器頻率wc= 2×pi×fc，輸入＃1就被傳遞到輸出。輸入頻率有多接近必須借助一對低通濾波器來設置。兩個低通濾波器的截止頻率越低，選擇範圍越窄。

零頻率IF

圖1：零頻率IF和公式，首次考查。

理想的乘法器是我們的混頻器。其操作基於三角函數公式：cos a x cos b = ½ x (cos (a+b) + cos (a-b)) ，如圖1所示。

但是，可以用另一種方式應用這種代數關係。我們可以用“a”代表“wc”，“b”代表“wm”，或者反過來，都沒關係。

零頻率IF

圖2：零頻率IF和公式，第二次考查。

在這種情況下，我們使用等價三角函數公式：cos b x cos a = ½(cos (b+a) + cos (b-a))。

這種差別並沒產生什麼不同，圖1和圖2的最終結果相同。采用 SPICE的零頻率IF仿真如圖3所示。

零頻率IF

圖3：采用 5kHz低通濾波器零頻率IF仿真。

...或更窄的帶通，像圖4那樣。

零頻率IF

圖4：采用約500Hz低通濾波器的零頻率IF仿真。

整個帶通是低通濾波器截止頻率的兩倍。使用1MHz的本地振蕩器頻率，針對圖中顯示的單個RC濾波器，計算出的帶通如圖5所示。

零頻率IF

圖5：零頻率IF帶通。

要注意10：1的帶寬比與10：1的低通濾波器截止頻率比，它們為：1/(2 pi x 3160 x 0.01E-6) = 5037 Hz ...和... 1/(2 pi x 3160 x 0.1E-6) = 503.7Hz。

這項技術被應用於美國海軍CVA VAST測試係統的Building Block 38（BB38）中，BB38被稱為低頻波分析儀。但零頻IF並非源於此，而是借鑒現已停產的惠普HP3590A分析儀。

然而，戲法隻能玩一次。四混頻器可能會受到DC偏移的幹擾。為避免這個問題，用極低頻高通角對低通濾波器實施直流阻斷。結果，IF帶通在中心頻率處具有無限深但非常窄的陷波。

本文轉載自電子技術設計。

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