模拟乘法器MC1496的模拟调制、解调与混频、倍频的设计与仿真

1、模拟乘法器MC1496的模拟调制、解调与混频、倍频的设计与仿真学号：20090855012姓名：司鹏飞年级专业：测控工程指导老师：张宝玲高频电子线路课程设计摘要集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成 电路之一，是一种多用途的线性集成电路。可用作宽带、抑制载 波双边平衡调制器，不需要耦合变压器或调谐电路，还可以作为 高性能的SSB乘法检波器，AM调制/解调器、FM解调器、混频 器、倍频器、鉴相器等，它与放大器相结合还可以完成许多的数 学运算，如乘法、除法、乘方、开方等。本设计主要应用集成模拟乘法器 MC1496实现以上功能。i高频电子线路课程设计目录摘要1.第一章 模拟乘法器 MC1

2、496/1596 3第二章，集成模拟乘法器的应用52.1利用乘法器实现振幅调制 52.2利用乘法器实现同步检波62.3利用乘法器实现混频 .6.2.4利用乘法器实现倍频 .6.第三章电路仿真与结果8.3.1振幅调制与解调电路的仿真 83.2混频电路的仿真9.3.3倍频器电路的仿真 1.1第四章 仿真电路的参数和结果分析 12第四章 仿真电路的参数和结果分析 134.1振幅的调制与解调1.34.2混频电路1.34.3倍频器电路1.3第五章心得体会14第六章 参考文献152高频电子线路课程设计3高频电子线路课程设计第一章 模拟乘法器 MC1496/1596单片集成模拟乘法器 MC1496/1596

3、的内部电路如图1-1所示#高频电子线路课程设计图1-1单片集成模拟相乘器 MC1496/1596的内部电路图中晶体管VVT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成单差分放大 器，用以激励VT1VT4； VT7、VT8、VD及相应的电阻等组成多路电流源 电路、VT7、VT8分别给VT5、VT6、提供lo/2的恒流电流；R为外接电阻， 可用以调节lo/2的大小。另外，由VT5、VT6两管的发射级引出接线端2和 3,外接电阻Ry，利用Ry的负反馈作用可以扩大输入电压 U2的动态范围。 Rc为外接负载电阻。MC1496型模拟乘法器只适用与频率比较低的场合， 一般工作在1MHZ 一下的频率。双差分对模拟乘

4、法器 MC1496/1495的差值输出电流为：MC1496/1596Vy .Ryth2Vt广泛用于调幅及解调、混频等电路中，但应用时VT1、VT2、VT 3、VT4、VT5、VT6晶体管的基极均需外加偏置电压（即在 8与10端、1与4端间加直流电压），方能正常工作。通常把 & 10端称为X端 丫端，输入参考电压V1 ; 4、1端称为丫输入端，输入信号电压V2。集成模拟乘法器MC1496/1596参数:参数名称/单位测试条件KC14 96/IIIC 1596载波馈入/uV载漏）沪60甬（正弦）=lkHz7；=ioMHz40140/nVP：=300jilV（方波）fc= ikHz y=io

5、MHz（L 0420载波抑制/dB£=】okHz 1=30 omVx 500kHzV=6omV（i£ 弦）65带宽/HHh=50Q0300信号信道电压増益¥/莎=1 okHz f_ = ioomV3.5|输入阻杭/ kQ200信号信道输T出电阻几兑理=0. 5V40|输人电圧2.5输出电压XV4共模输入电压范围门TE共模抑制比/dB-85功耗/啣334高频电子线路课程设计第二章，集成模拟乘法器的应用2.1利用乘法器实现振幅调制有集成模拟乘法器MC1496/1596构成的振幅调制电路，可以实现普 通条幅或抑制载波的双边带条幅，如图2-1所示图2-1集成模拟乘法器MC

6、1496构成的振幅调制电路X通道两输入端、脚直流电位均为 6V，可作为载波输入通道，丫 通道两输入端、脚之间有外接调零电路；输出端脚外可接调谐于载频 的带通滤波器；、脚之间外接丫通道负反馈电阻R8。若实现普通条幅， 可通过调节10电位器RPl使脚电位比脚高Vy，调制信号V】t与直流电 压Vy叠加后输入丫通道，调节电位器可改变Vy大小，即改变调制指数Ma ； 若实现DSB调制，通过调节10K"电位器RPl使、脚之间直流电流等 电位，即丫通道输入信号仅为交流调制信号。为了减小流经电位器的电流， 便于调零准确，可加大两个 750门电阻阻值，比如各增大10K。MC1496线性区和饱和区的临界

7、点在1520mV左右，仅当输入信号电 压均小于26mV时，器材才有理想的相乘作用，否则输出电压中会出现较大 的非线性误差。显然，输入线性动态范围的上限值太小，不适应实际需要。 为此，可在发射极引出端口脚和脚之间根据需要接入反馈电阻（R8=1k0）,从而调整（扩大）调制信号的输入线性动态范围，该反馈电 阻同时也影响调制器增益。增大反馈电阻，会使器件增益下降，但能改善调 制信号输入的动态范围。MC1496可以采用单电源，也可以采用双电源供电，其直流偏置由外接 元器件来实现。2.2利用乘法器实现同步检波乘积性型同步检波是直接把本地恢复载波与调幅信号相乘，用低通滤波 器滤除无用的高频分量，提取有用的的

8、低频信号，它要求恢复载波与发射端 的载波同频同相，佛则将使恢复出来的调制信号产生失真。显然，本实验电路的输出电流中，除了解调所需要的低频分量外，其余 所有分量都属于高频范围，很容易滤波，因此不需要载波调零电路，而且可 采用单电源供电。本电路可以解调 DSB或SSB信号，亦可解调AM信号。 MC1496/1596脚输入载波信号，可用大信号输入，一般100500mV脚 输入已调信号，信号电平应使放大器保持在线性工作区内，一般在100mV一下。2.3利用乘法器实现混频本设计采用设计电路振幅调制电路是一样的，实验中的不同点主 要在于输入信号及输出选频网络不同。2.4利用乘法器实现倍频如果输出信号频率

9、fc是输入信号频率fs的整数倍，即fc=nfs（n=1,2,3），则这种频率变换电路称为倍频电路。例如，当n=2时，fc=2 fs， 称为二倍频电路。若Vc t =VsmCOS瞋。则模拟乘法器的输出电流为1 2kVsm 1 cos2 ct2式中，k为乘法器的乘积系数。从式 中可以看出乘法器输出电流中包含有直流和二倍频分量，通过 隔直流电容滤出直流分量，便可在负载上得到二倍频输出，其实现电路可采 用调幅电路，将电路的载波输入端口与音频信号输入端口并接后， 输入频率 为fs的载波信号电压即可构成二倍频电路。7高频电子线路课程设计第三章电路仿真与结果3.1振幅调制与解调电路的仿真振幅调制与解调电路的

10、仿真用 Systemview软件来实现。仿真电路入如 图3-1所示。用了两个乘法器，一个巴特沃斯滤波器和一个运放。仿真结果 分别如图3-2载波信号波形、图3-3调制信号波形、图3-4调幅信号波形和图3-5解调信号波形8高频电子线路课程设计#高频电子线路课程设计图3-1振幅调制与解调电路的仿真电路图图3-2载波信号波形图3-3调制信号波形#高频电子线路课程设计图3-4调幅信号波形股3IISink 193畑】1如«t-3Tita LiSriMoic图3-5解调信号波形3.2混频电路的仿真混频电路的仿真用MultisimlO.软件来仿真，其仿真电路如图3-6所示。 图3-7和图3-8分别为

11、分别为电路中的示波器和频率计的显示波形和频率大 小。9高频电子线路课程设计#高频电子线路课程设计#高频电子线路课程设计10高频电子线路课程设计图3-7示波器的波形图3-8频率计示数#高频电子线路课程设计3.3倍频器电路的仿真本电路的仿真也是用 MultisimlO.软件来仿真，其仿真电路如图3-9所示。图3-10和图3-11分别为分别为电路中的频率计和示波器的频率大小和 显示波形。XSC111高频电子线路课程设计V1101 Vrms 100kHz 0°A11 V/V 0 V#R1* 5k QBAExt T rig2XFC1123图3-9混频电路的仿真电路图3-8频率计示数12高频电子

12、线路课程设计13高频电子线路课程设计图3-11示波器的波形#高频电子线路课程设计第四章 仿真电路的参数和结果分析4.1振幅的调制与解调调制信号频率：10Hz，振幅：1V，载波信号频率：100Hz，振幅：1V< Ma 0.8。解调出来的波形相对于原来的波形有滞后。4.2混频电路混频器电路有两个乘法器，第一个乘法器产生一个调幅波，第二个乘法 器起混频的作用，把高频已调波转成中频波。第二个乘法器输入的频率为 1.6M Hz，经混频器后输出频率约为 465k Hz。4.3倍频器电路本电路为二倍频电路，输入信号频率：100kHz，经过乘法器后频率约 为：200kHz。证明乘法器可以作为倍频器。14

13、高频电子线路课程设计第五章心得体会经过本次课程设计，我体会到平时的理论知识大概有印象， 但到具体的 计算时，总发觉很难，而且理论知识学的也不踏实，有的地方分析起来很吃 力。以后一定要认真的对待。本次课程设计我应用了 Systemview和MultisimIO两个软件来仿真电路， 发现以后要多动手，当仿真结果出现时，真的很高兴。我还对乘法器有了进 一步的了解。作为一个电子方面的大学生，在今后的工作中难免需要很强的实践动手 能力，所以这次课程设计实践对我来说是很值得珍惜的好机会。这次课程设 计，虽然短暂，但却给了我一次自主设计电路的机会。在设计过程中，以前 书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现， 并且遇到了书本中不曾学到 的情况。通过本次设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个 单元电路的连接及电路的细节设计上。 在设计过程中，我们仔细比较分析其 原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工 作。实习过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很 可能相当烦琐，有时花很