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MC1-0839-在超外差式收发信机中,混频器的工作方式可分为“上变频”和“下变频”两种,具体 指

MC1-0839 问混频器「上变频」与「下变频」具体指什么,答案是中频频率高于输入频率的为上变频、低于的为下变频。文章点明判据只有中频与输入频率相较这一条,本振取高取低属于另一码事,并说明这两种变换在收信机与发信机里各自用在什么场合。

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【题目编号】MC1-0839

【题目】在超外差式收发信机中,混频器的工作方式可分为“上变频”和“下变频”两种,具体 指:

【答案】A

[A]中频频率高于输入频率的为上变频方式,中频频率低于输入频率的为下变频方式

[B]输入频率高于中频频率的为上变频方式,输入频率低于中频频率的为下变频方式

[C]本振频率高于输入频率的为上变频方式,本振频率低于输入频率的为下变频方式

[D]输入频率高于本振频率的为上变频方式,输入频率低于本振频率的为下变频方式

考点速览

题目问「上变频」与「下变频」这两个词具体指什么,答案是:中频频率高于输入频率的为上变频,中频频率低于输入频率的为下变频。

题目不难,四个选项却各换了一个参照物——有的拿输入频率去比中频,有的拿本振去比输入频率——稍不留神就会顺着句子的语感选错。真正的判据只有一条:比的是中频与输入频率这两个频率谁高。

判据:比的是中频与输入频率

混频器(mixer)把输入信号的频率搬到中频上,搬完之后有两个频率摆在那里:输入进来的那个,与输出出去的中频。所谓上变频(up-conversion),指中频比输入频率高,频谱被往上搬;所谓下变频(down-conversion),指中频比输入频率低,频谱被往下搬。词里的「上」「下」说的是频率相对高低的方向,与信号的强弱、增益的升降都没有关系。

用具体数字体会一下。输入一百四十五兆赫、中频四十七点二五兆赫,中频低于输入,这是下变频;输入十点七兆赫的已调信号、输出一百四十四兆赫,中频高于输入,这是上变频。同一台设备里两种变换可以同时出现,双变频(double conversion)架构就是先上后下,或者先下后上。

本振取高取低是另一回事

最容易混进来的是本振。变频时本振频率等于输入频率与中频之和或之差,取和是高本振注入(high-side injection),取差是低本振注入(low-side injection)。取哪一种,取决于中频落在输入频率的哪一侧,以及前端滤波与镜像频率的取舍,跟「上变频、下变频」这套命名没有关系。同一组输入频率与中频,本振取高或取低只是实现上的两个方案,变换的方向并不会因此翻过来。

还有一个容易被忽略的点:中频与输入频率相等时,混频就失去了意义,实际设计里不会这么做,因此上下变频两个类别已经覆盖了全部情形。

逐项辨析

选项 A 正确。它以中频相对输入频率的高低为判据,中频高者为上变频、中频低者为下变频,正是这两个术语的通行定义。

选项 B 错误。它把参照物对调了,说成输入频率高于中频的为上变频。按这个说法,输入一百四十五兆赫、中频四十七点二五兆赫的下变频会被叫成上变频,与实际用法正好相反。同一件事换个方向说,结论就反了,这是本题设置的主要陷阱。

选项 C 错误。它以本振频率与输入频率的高低作判据。本振取高或取低只说明本振落在信号的哪一侧,属于注入方式的问题,不是上、下变频的判定标准。

选项 D 错误。它同样拿本振与输入频率相比,只是把高于换成低于,换汤不换药。判据用错了对象,两个方向都得不到正确答案。

上变频与下变频各自的用武之地

收信机里下变频用得多,因为中频取得比工作频率低,中频滤波器与中频放大器的制作相对容易,窄带滤波器的选择也多。上变频常见于对镜像频率要求高的场合:中频取得比输入频率还高,镜频被推到很远的地方,前端滤波器轻松就能压住它。

发射方向则常按「把已调信号搬到工作频率」来理解。信号从中频朝着更高的工作频率走,工程上一般直接称为上变频,再往后由功率放大器与输出低通滤波器接力。看一个混频级属于哪一种,先找准哪一端是输入频率、哪一端是中频,比较高低即可,不必去猜设计者的意图。

应试要点

判据一句话:中频比输入频率高就是上变频,比它低就是下变频。见到拿本振频率做判据的选项,一律排除。「上、下」说的是频谱搬移的方向,与增益、与注入方式都无关。

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