课程设计（论文）-相乘器电路仿真分析.doc

相乘器电路仿真分析摘 要相乘器能实现两个互不相关的模拟信号间的相乘功能，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，是一种普遍应用的非线性模拟集成电路。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程两个信号相乘的过程，采两个信号相乘的过程用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。因此目前集成模拟乘法器在无线通信，广播电视等领域应用较为广泛。关键字：高频；振幅调制；相乘器I目 录1.绪论12.MC1596G的内部结构multisim仿真图23低电平调幅23.1原理图33.2仿真图33.3示波器观察波形43.4调试44抑制载波双边带调幅64.1原理图64.2仿真图74.3示波器观察波形75高电平调幅电路85.1原理图85.2仿真图95.3示波器观察波形9参考文献11附录12电路原理图及元件清单12II1. 绪论 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， 是一种多用途的非线性集成电路。但是该乘法器只适用于频率较低的场合，一般工作在 1MHz 以下的频率。集成模拟乘法器的常见产品有BG314，F1595，F1596，MC1495，MC1496，MC1596G，LM1595，LM1596等。以下是利用MC1596G进行模拟仿真，MC1596G它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动以反极性方式连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路。 在高频电子线路中，信号的传输一般都需要通过调制才能进行发送。调幅是调制的一种方式，它是调制信号去控制载波的振幅，使振幅随着调制信号瞬时值而线性的变化。调幅电路可以分为低电平调幅和高电平调幅。前者属于发射机前级产生小功率的已调波，后者属于发射机最后一级，直接产生发射机输出功率要求的已调波。高电平振幅调制可以在丙类谐振功率放大电路的基础上利用其调制特性实现，根据调制信号所加的电极不同，可分为基极调幅和集电极调幅两种方式，以下高电平调幅电路所用的是集电极调幅。由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上下两个边带，而不发射载波，这也就是抑制载波双边带调幅（用DSB表示）。DSB中，高频信号的振幅按调制信号的规律变化，不是在Ucm的基础上，而是在零值的基础上变化，可正可负。因此，当调制信号从正半周进入负半周的瞬间，相应的高频振荡的相位发生180的突变，所以双边带调幅波的包络已不再反映调制信号的变化规律。2.MC1596G的内部结构multisim仿真图图1 MC1596G的内部结构multisim仿真图3低电平调幅在高频电子线路中，信号的传输一般都需要通过调制才能进行发送。调幅是调制的一种方式，它是调制信号去控制载波的振幅，使振幅随着调制信号瞬时值而线性的变化,而载波的频率，初相位则保持不变。从频谱结构来看，调幅又是一个对调制信号进行频谱搬移的过程，即把较低的频谱搬到较高的频谱。低电平调幅属于发射机前级产生小功率的已调波。3.1原理图图2利用MC1596G仿真低电平调幅的外部电路3.2仿真图图3低电平调幅仿真电路3.3示波器观察波形图4载波信号为60mvpk,100kHz,调制信号为300mvpk,1kHz3.4调试在电路进行仿真时，当载波信号为60mvpk,100kHz,调制信号为300mvpk,1kHz时，运行时出现如上波形，该波形产生失真。经过调试和查阅书籍之后，证实该失真是由于过调幅而引起的。而后将调制信号改为100mvpk,1kHz时，运行后波形图如图5图5载波信号为60mvpk,100kHz调制信号改为100mvpk,1kHz当保持调制信号的幅值不变时，载波的幅值不断增大时示波器显示的图形变化图6载波幅值为200mv图7载波幅值为600mv4抑制载波双边带调幅由于载波不携带信息，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上下两个边带，而不发射载波，这也就是抑制载波双边带调幅（用DSB表示）。DSB中，高频信号的振幅按调制信号的规律变化，不是在Ucm的基础上，而是在零值的基础上变化，可正可负。因此，当调制信号从正半周进入负半周的瞬间，相应的高频振荡的相位发生180的突变，所以双边带调幅波的包络已不再反映调制信号的变化规律。4.1原理图图8利用MC1596G仿真抑制载波双边带调幅的外部电路4.2仿真图图9抑制载波双边带调幅仿真电路4.3示波器观察波形图10抑制载波双边带调幅的波形5高电平调幅电路高电平调幅电路是在丙类谐振功率放大电路的基础上利用其调制特性来实现，是以调谐功率放大器为基础构成的，实际上它就是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐功率放大器。根据调制信号注入调幅器方式的不同，分为基极调幅，发射极调幅和集电极调幅三种。这里仿真的是集电极调幅。集电极调幅指输出波形只受Ec的控制，通过查阅书籍可知只有放大器工作在过压区，Ec才能对集电极电流有较强的控制。5.1原理图图11集电极调幅原理图5.2仿真图图12集电极调幅仿真电路5.3示波器观察波形图13 Ec=5(v)时 晶体管工作在欠压状态图14 Ec=10(v) 晶体管工作在临界状态图15 Ec=15(v) 晶体管工作在过压状态6心得体会经过这次multisim的仿真实验，我对该软件的运用有了更深的了解。通过该软件仿真相乘器并利用该相乘器进行调幅，这让我对波形调制这一概念的理解加深。利用模拟的MC1596芯片不仅可以实现调幅，还可以简化电路使波形稳定。在进行低电平调幅时，波形的失真让我对电路的连接以及功能实现的真正确性产生怀疑。但是，在后来查阅了关于低电平调幅失真的资料之后，发现自己的电路实现的波形是由于调制信号的幅值过大而引起的过调幅失真。在进行集电极调幅时，我所知道的是只通过改变集电极的电压实现调幅，波形的输出只受Ec控制，但是通过查阅书籍可知只有晶体管放大器工作在过压区，Ec才能对集电极电流有较强的控制。最后实验仿真成功，不仅使我对高电平调幅的原理理解加深，而且也很大的提高了我的动手仿真能力。参考文献通信电子电路 于洪珍 清华大学出版社电子线路集 人民邮电出版社电子技术基础数字部分康华光 高等教育出版社附录电路原理图及元件清单图3低电平调幅仿真电路序号编号名称型号数量1R13，R14，R15电阻50032R9，R5，R10电阻5133R2,R6,R8电阻1K34R3，R4电阻3.9K25D2二极管1N571216R1,R12电阻75027R7电阻6K18R11滑动变阻器51K19C1,c2,c3电容100nf310V1,V2直流电压源8V，12V211Q1,Q2,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q15三极管Tis98812V3，V4交流电压源60mv,100khz 300mv,1khz2图9抑制载波双边带调幅仿真电路序号编号名称型号数量1R13，R14，R15电阻50032R9，R5，R10电阻5133R2,R6,R8电阻1K34R3，R4电阻3.9K25D2二极管1N571216R1,R12电阻10K27R7电阻6.8K18R11滑动变阻器51K19C1,c2,c3电容100nf310V1,V2直流电压源8V，12V211Q1,Q2,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q15三极管Tis98812V3，V4交