模拟乘法器应用实验市公开课金奖市赛课一等奖课件

模拟乘法器综合应用设计实验高频电子线路试验四

第1页一、实验目（1）了解模拟乘法器电路组成结构与工作原理。（2）学会利用模拟乘法器完成振幅调制（AM/DSB）、混频、倍频及同时检波等功效。二、综合设计试验说明

此次综合设计试验，由大家独自依据所学相关高频电子线路中频率变换技术相关理论知识，以模拟乘法器为关键器件，设计出实现普通调幅、平衡调制、混频、倍频和同时检波等功效实际电路。并完成对所设计各种功效电路仿真调试。（3）学会综合地、系统地应用已学到模、数电与高频电子线路技术知识，掌握对振幅调制、同时检波、混频和倍频等单元电路设计与仿真技能，提升独立处理问题能力。第2页三、试验任务与要求一、试验任务：

用模拟乘法器实现振幅调制(含AM与DSB)、同时检波、混频、倍频等频率变换电路设计。已知：模拟乘法器为1496，采取双电源供电，Vcc=12V，Vee=-8V.二、试验要求：①全载波振幅调制与抑制载波振幅调制电路设计与仿真：基本条件：高频载波：1MHz/100mV，调制信号：1-3KHz/200mV，模拟乘法器采取LM1496。并按信号流程统计各级信号波形。计算此条件时AM调制信号调制度m=?,分析AM与DSB信号m＞100%时，过零点特征。②同时检波器电路设计与仿真实现对DSB信号解调。基本条件；载波信号UX：f=1MHZ/50-100mV,调制信号Uy：f=2KHz/200mV，并按信号流程统计各级信号波形。第3页三、试验任务与要求二、试验要求：③混频器电路设计与仿真实现对信号混频。基本条件：AM信号条件：（载波信号UX：f=1MHz/50mV，调制信号Uy：f=2KHz/200mV，M=30%）中频信号：465KHz，当地载波：按接收机制式自定。统计各级信号波形。④倍频器电路设计与仿真实现对信号倍频。基本条件：Ux=Uy（载波信号UX：f=1MHz/50mV）完成电路设计与仿真，并统计各级信号波形。推证输入、输出信号关系。⑤

整理所测数据及波形，认真分析各种频率变换电路工作原理，画出所测波形，写出符合规范综合设计性试验汇报，并谈谈自己体会。以上四项电路设计任务，如时间紧，必须任选两项完成，最好全部都做。第4页四、试验原理说明及设计思绪提醒1．MC1496集成模拟相乘器电路组成与基本工作原理

依据双差分对模拟相乘器基本原理制成单片集成模拟相乘器MC1496是四象限乘法器。其内部电路如图1所表示：其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，V5、V6组成单差分放大器用以激励V1～V4；V7、R1、V8、R2、V9、R3和R5等组成多路电流源电路；V7、R5、R1为电流源基准电路；V8、V9分别供给V5、V6管恒值电流Io,R5为外接电阻，可用以调整Io大小；由V5、V6两管发射极引出接线端2和3，外接电阻R4，利用R4负反馈作用，以扩大输入电压VS动态范围；Rc为外接负载电阻。引脚8与10接输入电压VC，1与4接另一输入电压VS。MC1496引脚排列模拟乘法器电路符号

MC1496内部电路

第5页2．电子工作平台multisim模拟乘法器MC1496创建四、试验原理说明及设计思绪提醒

开启multisim程序，Ctrl+N新建电路图文件，按照MC1496内部结构图，将元器件放到电子工作平台电路窗口上，按住鼠标左键拖动，全部选中。被选择电路部分由周围方框标示，表示完成子电路选择。为了能对子电路进行外部连接，需要对子电路添加输入/输出端口。单击Place/HB/SBConnecter命令或使用Ctrl+I快捷操作，屏幕上出现输入/输出符号，将其与子电路输入/输出信号端进行连接。带有输入/输出符号子电路才能与外电路连接。单击Place/ReplacebySubcircuit命令，屏幕上出现SubcircuitName对话框，在对话框中输入MC1496，单击OK，完成子电路创建选择电路复制到用户器件库，同时给出子电路图标。双击子电路模块，在出现对话框中单击EditSubcircuit命令，屏幕显示子电路电路图，可直接修改该电路图。MC1496内部结构multisim电路图如图1所表示。电路模块如图2所表示。

图1MC1496内部电路图

图2MC1496电路模块

第6页3.振幅调制器电路设计

在振幅调制过程中，依据所取出已调信号频谱分量不一样，可分为普通调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB）和抑制载波单边带调幅（SSB）。

1）普通振幅调制电路原理框图如图1所表示设载波信号表示式为调制信号表示式为直流电压为uDC则乘法器输出AM调幅信号表示式为2）抑制载波双边带振幅调制电路原理框图如图2所表示设载波信号表示式为调制信号表示式为则乘法器输出DSB调幅信号表示式为单边带调幅波表示式为或第7页3.振幅调制器电路设计

开启multisim11程序，Ctrl+N新建电路图文件，Ctrl+B调用MC1496电路模块，将设计好电路元器件放到电子工作平台电路窗口上，搭建AM/DSB调幅整体电路，并给定输入信号，其multisim电路图如图所表示。四、试验原理说明及设计思绪提醒仿真时，若将R15设为50%，此时电路平衡，可实现DSB调制；

若将R15设为2%或99%时，即电路不平衡，可实现AM调制。第8页4.乘积型同时检波器

振幅调制信号解调过程称为检波。惯用方法有包络检波和同时检波两种。而抑制载波双边带或单边带振幅调制信号包络不能直接反应调制信号改变规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采取同时检波方法。同时检波又分为叠加型同时检波和乘积型同时检波。利用模拟乘法器相乘原理，实现同时检波是很方便，其系统框图以下：在乘法器一个输入端输入抑制载波双边带信号信号：

另一输入端输入同时信号（即载波信号）,

经乘法器相乘，由此可得输出信号上式中，第一项是所需要低频调制信号分量，后两项为高频分量，可用低通滤波器滤掉，从而实现双边带信号解调。四、试验原理说明及设计思绪提醒

第9页四、试验原理说明及设计思绪提醒4.乘积型同时检波器

1496同时检波电路

开启multisim11程序，Ctrl+N新建电路图文件，Ctrl+B调用MC1496电路模块，将元器件放到电子工作平台电路窗口上，搭建设计好同时检波整体电路，其multisim电路图如图所表示。第10页,四、试验原理说明及设计思绪提醒5.模拟乘法器实现混频

因为乘法器能够产生只包含两个输入信号之和频及差频分量输出信号，所以用模拟乘法器和带通滤波器能够方便地实现混频功效。其原理如图所表示：由图可知：若经乘法器相乘，由此可得输出信号

混频电路作用是在当地振荡电压作用下，将载频为fc高频已调信号不失真地变换为载频为f中频已调信号。经带通滤波器后，取差频为所需要中频频率用模拟乘法器实现混频，就是在端和相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号。端分别加上两个不一样频率信号，两信号第11页四、试验原理说明及设计思绪提醒5.模拟乘法器实现混频

开启multisim11程序，Ctrl+N新建电路图文件，Ctrl+B调用MC1496电路模块，将元器件放到电子工作平台电路窗口上，搭建所设计好同时检波电路，其multisim电路图如图所表示。1496混频电路第12页、。四、试验原理说明及设计思绪提醒6.模拟乘法器实现倍频

由模拟相乘器组成倍频器电路原理框图如图所表示：当输入信号：其输出与输入关系是：则有：所以，只要在图4输出端加一隔直电容，便可实现正弦波二倍频。其输出电压即为:第13页四、试验原理说明及设计思绪