信息来源: 时间:2021-4-9
本电路也与高频放大电路一样,其优点是利用平方律特性可减弱杂波信号的混入,若系复栅型,无用辐射也少。目前多用于高级调频接收机。
●)晶体振子只能激励奇次振荡。
为了发挥场效应晶体管的特点,应采用工作稳定,并有可能使本振电平和混频作用最好的他激式电路。以下仅就这方面加以说明。
变频电路的能力可用变频增益表示,即
此时可获得类似(放大)功率增益的,各种增益的定义。Gc
可表示为
式中为信号频率下的场效应晶体管的输入电导,
为中频输出电导,g2●为输出耦合电路的损耗电导,gL为负载电导,gL为变频电导可写作
●)但也有用源注入法的。
式中为输入端信号电压,
为输出端短路时的中频输出电流。
对单栅型MOS场效应晶体管的混频工作而言,本振功率的注入位置考虑有绝缘栅G1、基底栅G2和源等处。向G2注入虽也有效,但MOS场效应晶体管的基底通常与管座接在一起,可能产生本振辐射,故不宜采用38)。由源注入时,由于源不能作高频接地,有降低增益的缺点●)。所以,下面谈一谈本振与信号加到G1的方式。
设VL为本振峰值电压,当采用小信号近似时,变频电导gc可写作
gm具有式(2.5)的平方律特性时,gc可写作
只要本振电压+信号电压的峰值比VGS-VT低,即使不是小信号上式亦成立。当增加本振电压,进行正激励时,在Id将到达饱和前,gc呈最大值,增加到0.38gmmax。gmmax为正激励时gm的最大值。然而,为了发挥场效应晶体管的特长,应将其工作点限制在平方律特性区域内●)。在采用场效应晶体管构成混频级的调频接收机中,实际上也有因本振电压过大,而交扰调制特性不好的39)。
●)为此,加到栅上的电压,要求其负向峰值不使ID戴止,同时其正向峰值,不使场效应晶体管的工作区域达到三极管区的肩部。
图2.61中的曲线①②③和表示单栅型MOS场效应晶体管的变频电导gc与本振电压和偏流的关系,图中也示出gc的大小可由基底偏置来调节。
当然,级联型MOS场效应晶体管也可当作单输入器件产生混频作用,但为了发挥这种级联型的特点,最好采取将本振电压和信号电压加到不同的栅极的方式。考虑到中频的稳定性和本振辐射,多在G2加本振电压,在G1加信号电压●)。此时gc可表示为(小信号近似)
级联型MOS场效应晶体管的gc随偏置条件呈颇为微妙的变化40)。图2.61的曲线④和给出gc与本振电压和偏置的关系,由于随ID的变化很大,调节时应注意。
级联型的G2对G1的电压反馈量较低,为0.1左右,考虑到杂波辐射问题,采取G2注入方式较为有利。
变频电路,其输入输出端通常在各自的信号频率和中频进行共轭匹配。当信号频率和中频离得比较远时,可以使输入电路对中频、输出电路对信号频率呈短路状态,变频级不易引起振荡。但为了使次级(中频级)稳定,往往以变频级输出电导作为次级输入的不匹配负载。
信号与本振加到同一电极时,本振通过小电容或通过与输入线圈耦合的小圆环加进去。输入线圈与栅通过小电容耦合时,须将中频串联谐振回路等接到栅上,使之在此频率下呈短路接地。图2.62是使用单栅型管的这种变频电路的例子,是为调频接收机设计的。此时由漏看进去的负载设计成8kΩ(包括g2●)。40559的衬底底座对源有一3V的电压,G1被偏置在一1V,I①=3mA,另外,本振电压为。在此条件下,当进行100MHz→10.7MHz的变频动作时,各参数为
,
,
,所以这一级的变频增益如按式(2.124)计算,不包含g2●引起的损耗(G1变到D的负载的增益),可得21.3dB。
●)当然,也有G1上同时加本振和信号电压的方法,也有在G1上加本振电压,在G2上加信号电压的方法。
同样用途的级联型的例子见图2.45。40604的栅偏压为,
,在
时加到G2的本振电压为
。在此情况下,有
,
,
。当输出匹配时变频增益为23.2dB,若有失配损耗,变频增益则为18dB。
单栅型的源注入电路,级联型的G1注入本振信号而G2加信号的电路分别示于图2.63和2.64。
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