15、双平衡混频器（DBM）的使用与解析

双平衡混频器（DBM）的使用与解析

1. 混频器概述

在射频电子学中，混频器是一种非线性电路或设备，通过外差过程实现频率转换。混频器广泛应用于超外差收音机的前端、某些电子仪器以及特定的测量方案（如接收器动态范围、振荡器相位噪声等）。

1.1 基本混频器系统

基本混频器系统有三个端口：
- F1：接收低电平信号，对应收音机中来自天线的射频（RF）输入。
- F2：接收高电平信号，对应超外差收音机中的本地振荡器（LO）。
- F3：混频器的输出结果，对应超外差收音机中的中频（IF）。

它们的频率关系为：$F_3 = mF_1 \pm nF_2$，其中$m$和$n$为计数数字（零和整数 0, 1, 2, 3, …）。在实际电路中，通常只考虑一阶、二阶和三阶产物。以一阶电路（$m = n = 1$）为例，混频器将输出四个频率：$F_1$、$F_2$、$F_{3a} = F_1 + F_2$和$F_{3b} = F_1 - F_2$，分别代表 RF 输入信号、本地振荡器信号、和频 IF 以及差频 IF。在收音机中，通常通过滤波选择和频或差频 IF，并拒绝其他频率。

1.2 混频器类型

混频器电路有多种类型，主要分为三类：单端、单平衡和双平衡。大多数低成本超外差收音机使用单端混频器，而一些更昂贵的“通信接收器”型号使用单平衡或双平衡混频器以提高性能。本文重点介绍双平衡混频器（DBM），它性能优越，但在电子爱好者圈子中不太知名。

1.3 DBM 的优势

DBM 相对于其他混频器的优势之一是它能抑制输出信号中的$F_1$和$F_2$分量，只传递和频与差频信