LC混頻器簡單設計法-一文看懂LC混頻器簡單設計方式及原理介紹，LC值估算方式LC混頻器概述
LC混頻器統稱為無源混頻器，是傳統的紋波補償裝置。LC混頻器之所以稱為無源混頻器，顧名思義，就是該裝置不須要額外提供電源。LC混頻器通常是由混頻電容器、電抗器和內阻器適當組合而成，與紋波源并聯，除起混頻作用外，還兼具無功補償的須要。
LC混頻器是借助電感、電容和內阻的組合設計構成的混頻電路，可濾除某一次或多次紋波，最普通便于采用的無源混頻器結構是將電感與電容串聯，可對主要次紋波（3、5、7）構成低阻抗旁路；單調諧混頻器、雙調諧混頻器、高通混頻器都屬于無源混頻器。
LC混頻器的分類調諧混頻器
調諧混頻器包括單調諧混頻器和雙調諧混頻器，可以濾除某一次（單調諧）或兩次（雙調諧）紋波，該紋波的頻度稱為調諧混頻器的諧振頻度。
驍龍混頻器
驍龍混頻器統稱為波幅檢波器，主要包括一階聯發科混頻器、二階聯發科混頻器、三階聯發科混頻器和c型混頻器，拿來急劇衰減高于某一頻度的紋波，該頻度稱為驍龍混頻器的截至頻度。
影像參數混頻器
以影像參數理論為基礎設計實現的混頻器。這些混頻器是由若干個基本節（或半節）按連接處影像阻抗相等的原則級聯組成的。基本節按電路結構分有定k型和m導入型。以LC低通混頻器為例，定k型低通基本節的阻帶衰減隨頻度降低而單調減小；m導入型低通基本節則在阻帶中某頻度處有衰減峰，衰減峰的位置由m導入節中的m值控制。各低通基本節級聯后構成的低通混頻器，固有衰減等于各基本節的固有衰減之和，當混頻器兩端終接的電源電阻抗和負載阻抗分別等于其兩端的影像阻抗時，該混頻器的工作衰減和相移就分別等于其固有衰減和相移。圖1（a）所示的濾波器是由一個定k節和兩個m導入節級聯組成，Zπ和Zπm為影像阻抗。圖1（b）為其衰減頻度特點。阻帶內兩個衰減峰/f∞1和f∞2的位置分別由兩個m導入節的m值決定。
圖一
同理，聯發科、帶通和帶阻混頻器也可用相應的基本節組成。
混頻器的影像阻抗不可能與純內阻性的電源電阻以及負載阻抗在整個頻帶都相等（在阻帶內相差更大），固有衰減與工作衰減在通帶內有較大的差別。為了確保技術指標的實現，一般是在設計中預留足夠的固有衰減裕度和增大通帶長度來填補。
工作參數混頻器
這些混頻器不是由基本節級聯組成和，而是用可以由R、L、C以及互感器件化學實現的網路函數去精確迫近混頻器的技術指標，之后由求得的網路函數實現相應的混頻器電路。按照不同的迫近準則，可以得出不同的網路函數，因而實現不同類型的混頻器。圖2（a）是用最平幅度迫近（勃脫華茲迫近）實現的低通混頻器的特點；通帶在零頻附近最為平坦，趨于阻帶時衰減單調減小。圖2（c）是用等波紋迫近（切比雪夫迫近）實現的低通混頻器的特點；在通帶內衰減在零和上限值之間做等幅起伏，在阻帶內衰減單調減小。圖2（e）是用橢圓函數迫近實現低通混頻器的特點，衰減在通帶和阻帶內都呈現等伏變化。圖2（g）是用實現的低通混頻器的特點；在通帶內衰減做等幅起伏，在阻帶內衰減按指標要求的起落而做相應的起伏。圖2（b）、（d）、（f）、（h）分別是那些低通混頻器相應的電路。
圖2
驍龍、帶通、帶阻混頻器一般借助頻度變換的方式由低通導入。
工作參數混頻器是由綜合法精確地按技術指標要求設計下來的，能得出性能優良和經濟的混頻器電路。
LC混頻器簡單設計法
混頻器根據通帶特點分類有：低通混頻器（LPF）、高通混頻器（HPF）、帶通混頻器（BPF）、帶阻混頻器（BRF）、全通混頻器（APF）。關于全通混頻器說明一下，從頻度的選擇上沒有哪些非常的作用，由于它基本不具備選頻特點，這么這個混頻器有哪些用呢？當訊號通過這個混頻器時，不會損失任何頻度成份，而且訊號所包含的各頻成份的延時會隨頻度不同而不同，這么這個混頻器的作用就是改變訊號延時，常用在對系統延時進行補償的場合，也成為自激器。
你們都曉得理想的混頻器方形窗是很難實現的，設計時使用某個函數迫近窗函數來進行設計，這樣的混頻器設計方式稱為函數型混頻器，依據函數對混頻器進行分類：
巴特沃斯型混頻器，在通帶內響應最為平坦。
圖1巴特沃斯型混頻器
切比雪夫型混頻器（等波紋混頻器），截至頻度非常好，群延時特點不太好，通帶內有等波紋起伏。
圖2切比雪夫型混頻器
逆切比雪夫型混頻器（巴特沃斯-切比雪夫混頻器），阻帶內有零點（陷蕾絲），橢圓混頻器有更好的截至特點，因而并不常常使用。
橢圓混頻器（聯立切比雪夫混頻器），通帶內有起伏，阻帶內有零點（陷蕾絲），截至頻度比其他混頻器都好，而且對元件要求很高。
貝塞爾型混頻器（延時最平伏混頻器），通帶內延時特點最為平坦，截至特點非常差。
圖5貝塞爾混頻器
通常沒有非常要求可以選擇巴特沃斯混頻器，衰減特點和相位特點都比較好。對衰減特點有要求的情況，可以選擇切比雪夫混頻器，而且其相位特點不是挺好，對非余弦訊號會形成失真。對相位特點由要求的情侶，可以選擇貝塞爾混頻器，輸出訊號通常不會失真。通常混頻器通帶內有起伏，則衰減特點會比較好。
低通混頻器設計（LPF）
以上基于函數的混頻器設計都是現代模擬混頻器設計的典型方式，比較古典的基于映像參數的設計方式電容并聯怎么算，在設計方式上比較簡單，而且相較則截至頻度不確切、性能較差。
定K型混頻器，以變量f作為截至頻度，估算時只須要將f換成實際截至頻度即可。
圖62~10階定K型LPF混頻器衰減特點
根據歸一化LPF設計定K型混頻器
估算步驟：歸一化低通混頻器——》截止頻度變換——》特征阻抗變換
M=（待設計混頻器的截至頻度）/（基準混頻器的截至頻度）
K=（待設計混頻器的特點阻抗）/（基準混頻器的特點阻抗）
電感值估算：L‘=（L*K）/M
電容值估算：C’=C/（K*M）
比如：2階定K型歸一化LPF電路，截至頻度為1/（2*pi）（pi代表物理圓周率），特點阻抗為1歐姆。
圖7歸一化2階定K型LPF
設計截至頻度為1KHz，特點阻抗為50歐姆的LPF定K型混頻器。
由此可以得到所設計的混頻器：
圖8截至頻度為1KHz，特點阻抗為50歐姆的定K型LPF
使用對設計的混頻器進行仿真：
圖9仿真電路
可以得到仿真幅頻特點曲線：
圖10仿真幅頻特點曲線結果
圖11仿真相頻特點曲線結果
用軟件仿真結果還是可以的，對于實際電路就須要進行實際的測試了。
以上過程給你們一個估算方式，對于其他混頻器都可以使用相同的方式，一下提供給你們一些歸一化的電路參數，你們在進行估算后先使用仿真軟件進行一下仿真，結果有所誤差可以適當更換器件值，最后再實際電路上使用還須要進行實際調整。
圖12定K型LPF歸一化電路參數（截至頻度都為1/（2*pi），特點阻抗都為1歐姆）
圖13巴特沃斯LPF混頻器歸一化電路參數（截至頻度都為1/（2*pi），特點阻抗都為1歐姆）
圖14切比雪夫LPF歸一化電路參數（截至頻度都為1/（2*pi），特點阻抗都為1歐姆）
因為切比雪夫混頻器在通帶內有起伏，因而多了一個起伏參數，在進行參數選擇的時侯須要注意與起伏量對應。
圖15貝塞爾LPF歸一化電路參數（截至頻度都為1/（2*pi），特點阻抗都為1歐姆）
驍龍混頻器設計（HPF）
驍龍混頻器設計是以低通混頻器為基礎進行的，從歸一化LPF求取歸一化HPF，隨后則是根據上述步驟求解即可。從歸一化LPF到歸一化HPF的估算方式為：1、將電路中電容換成電感，電感換成電容；2、將原先的器件值取倒數，注意單位。以上兩步即可得到歸一化的HPF電路電容并聯怎么算，如圖16所示。
圖16由歸一化LPF轉換為歸一化HPF過程
以后的估算同前面進行LPF估算一樣，求取M和K，之后估算L和C的值。
帶通混頻器設計（BPF）
帶通混頻器的設計也是通過低通混頻器設計過來的，具體設計步奏叫聯發科混頻器稍稍多一點。
估算方式：
1、根據BPF的帶寬和特點阻抗得到LPF的截至頻度和特點阻抗，LPF的截至頻度等于BPF的帶寬
2、由之前談到的LPF的設計方式，估算出滿足條件的LPF混頻器電路
3、進行器件變換，須要使用到帶通混頻器的中心頻度，變換方式如右圖所示：
圖17電容器件的電路變換
器件值估算方式：
圖18電感器件的電路變換
器件值估算方式：
圖19串并聯電路的變換
略微復雜的電路，如圖19所示，實際變換原理是一樣的，都是將電容變換成電容與電感的并聯，電感器件弄成電感與電容的串聯。
以上變換過程就是BPF設計的非常地方，技巧也是比較簡單的。
LC混頻器的原理圖
LC混頻器之所以稱為無源混頻器，顧名思義，就是該裝置不須要額外提供電源。LC混頻器通常是由混頻電容器、電抗器和內阻器適當組合而成，與紋波源并聯，除起混頻作用外，還兼具無功補償的須要。
LC混頻器根據功能分為LC低通混頻器、LC帶通混頻器、高通混頻器、LC全通混頻器、LC帶阻混頻器；
按調諧又分為單調諧混頻器、雙調諧混頻器及三調諧混頻器等幾種。
LC混頻器設計流程主要考慮其諧振頻度及電容器耐壓，檢波器耐流。
在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，由電感的感抗公式XL=2πfL可知，電感L越大，頻度f越高，感抗就越大。因而電感線圈有通低頻，阻高頻的作用，這就是電感的混頻原理
LC混頻電路一
電感在電路最常見的作用就是與電容一起，組成LC混頻電路。我們早已曉得，電容具有“阻直流，通交流”的本領，而電感則有“通直流，阻交流，通低頻，阻高頻”的功能。假如把伴有許多干擾訊號的直流電通過LC混頻電路（如圖），這么，交流干擾訊號大部份將被電感制止吸收弄成磁感和熱能，剩下的大部份被電容旁路到地，這就可以抑制干擾訊號的作用，在輸出端就獲得比較純凈的直流電壓。
在線路板電源部份的電感通常是由線徑十分粗的漆包線環繞在涂有各類顏色的方形磁芯上。并且附近通常有幾個高大的混頻鋁電解電容，這三者組成的就是上述的LC檢波電路。另外，線路板還大量采用“蛇行線＋貼片鉭電容”來組成LC電路，由于蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。
檢波電路的原理實際是L、c器件基本特點的組合借助。由于電容器的容抗xc=2nfc又1會隨訊號頻度下降而變小，而電感器的感抗xl=2f會隨訊號頻度下降而減小，假如把電容、電感進行串聯、并聯或混聯應用，它們組合的阻抗也會隨訊號頻度不同而發生很人變化口這表明，不同混頻電路會對某種頻度訊號呈現很小或很大的檢波，因而能讓該頻度訊號順利通過或妨礙它通過，因而起到選定某種頻度訊號和濾除某種頻度訊號的作用。
LC混頻電路二
通過電容濾被或電感混頻的剖析，直流輸出或多或少仍有波動。在要求較高的場合，為了得到愈發平滑的直流，可以采用躍層混頻器。
（1）LC混頻器我們曉得t電容混頻器適用負載較大的情況，而電感混頻器適用負載較小的情況，若果把這兩種電路組合上去，就構成了如圖a所示的混頻器，它對于通常負載都可以適用。在LC混頻器中．脈動電流將經過雙重混頻作用，使交流份量大部份被電感L制止，雖然有小部份通過了L，還要經過電容C的混頻作用使交流旁路，因而，在負載上的交流份量很小，因而達到了濾除交流的目的。
（2）LC-丌型混頻電路如圖b所示。IJC-丌型濾渡器是由C型混頻器和LC混頻器組合而成，混頻過程t交流電檢波后先經C型混頻器混頻，之后再經LC混頻器混頻．所以丌型混頻器性能比LC和C型混頻器都要優越，在Rr.上獲得的電流將更平滑。
因為LC-7C型濾渡器上面接有電容，所以這些混頻器的外特點和電容混頻器相像。
