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、高频电子线路课程设计模拟乘法器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 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。 目录摘要1第一章 模拟乘法器MC1496/1596

2、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62.4利用乘法器实现倍频6第三章 电路仿真与结果83.1振幅调制与解调电路的仿真83.2 混频电路的仿真93.3倍频器电路的仿真11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134.2混频电路134.3倍频器电路13第五章 心得体会14第六章 参考文献1516第一章 模拟乘法器MC1496/1596单片集成模拟乘法器MC1496/1596的内部电路如图1-1所示。 图1-1 单片集成模拟相乘器MC1496/1596的内部电

3、路图中晶体管VT1VT4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I0/2的恒流电流；R为外接电阻，可用以调节I0/2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。双差分对模拟乘法器MC1496/1495的差值输出电流为：MC1496/1596广泛用于调幅及解调、混频等电路中，但应用时VT1、V

4、T2 、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8、10端称为X端Y端，输入参考电压；4、1端称为Y输入端，输入信号电压。 集成模拟乘法器MC1496/1596参数：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MC1496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，Y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

5、带通滤波器；、脚之间外接Y通道负反馈电阻R8。若实现普通条幅，可通过调节10电位器RP1使脚电位比脚高Vy，调制信号与直流电压Vy叠加后输入Y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RP1使、脚之间直流电流等电位，即Y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电阻阻值，比如各增大10K。MC1496线性区和饱和区的临界点在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

6、引出端口脚和脚之间根据需要接入反馈电阻（R8=1k），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

7、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 如果输出信号频率是输入信号频率的整数倍，即=n（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，=2，称为二倍频电路。 若。则模拟乘法器的输出电流为式中，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

8、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，输入频率为的载波信号电压即可构成二倍频电路。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。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 图3-4 调幅信号波形 图3-5解调信

9、号波形3.2 混频电路的仿真混频电路的仿真用Multisim10.软件来仿真，其仿真电路如图3-6所示。图3-7和图3-8分别为分别为电路中的示波器和频率计的显示波形和频率大小。图3-6 混频电路的仿真电路图3-7 示波器的波形图3-8 频率计示数3.3倍频器电路的仿真本电路的仿真也是用Multisim10.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。图3-9 混频电路的仿真电路图3-8 频率计示数图3-11 示波器的波形第四章 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：10，振幅：1V，载波信号频率：

10、100，振幅：1V。Ma0.8。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，经混频器后输出频率约为465k。4.3倍频器电路本电路为二倍频电路，输入信号频率：100k，经过乘法器后频率约为：200k。证明乘法器可以作为倍频器。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Multisim1

11、0两个软件来仿真电路，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，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，