基于模拟乘法器MC1496的调幅电路设计

《模数混合实用电路设计》报告题目：基于模拟乘法器MC1496的调幅电路设计专业：班级：学号：姓名：同组人：指导教师：时间：2013.6.24---2013.7.7一、设计目的1.掌握集成模拟乘法器的基本原理。2.掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点。3.学习调制系数M及调制特性（m~Uom）的测量方法，了解m1和m1及m=1时的调幅波的波形特点。二、设计要求学习和掌握振幅调制电路设计方法，学习相关器件的工作原理和基本参数，设计一个振幅调制电路。学习并掌握电路仿真软件的基本操作。具体要求1、振幅调制原理分析；2、学习应用EDA工具Multisim软件；3、列出需要的器件清单；4、进行功能仿真，并设计电路图；5、进行电路调试；6、写报告设计。写上设计仿真过程，附上有关资料与图片及心得体会。三、原理简述1、振幅调制原理振幅调制是用调制信号去控制载波的振幅，使其随调制信号线性变化，而保持载波的角频率不变。普通调幅波的波形图:当载波频率ω调制信号频率Ω，0ma=1，则可其波形，从图中看出调幅波是一个载波振幅按照调制信号大小线性变化的高频振荡调幅信号频谱：将调幅波的数学表达式展开，可得到V(t)=V0（1+macosΩt）cosωt=V0cosωt+1/2maV0cos（ω0+Ω）t+1/2maV0cos（ω0—Ω）t可见V（t）是由ω0、ω0+Ω和ω0—Ω三个不同频率分量的高频振荡由图看出调幅过程实际上是一种频谱搬移过程，即将调制信号的频谱搬移到载波附近，成为对称排列在载波频率两侧的上、下边频，幅度均等于1/2maV0.由上述分析调幅波的波形和频谱可知，调幅前后，输出信号和输入信号的波频率分量都产生变化，即产生了频率变换，因此，振幅调制的实现一定要有非线性器件产生相乘作用才能实现。2、低通滤波器原理利用电容同高频阻低频,电感通低频阻高频的原理.对于需要截止的高频,利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过,对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点是它通过。3、MC1496原理由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：⑻、⑽脚间接一路输入输入v1，⑴、⑷脚间接另一路输入v2，⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8kO。⒁脚接负电源8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明：因而，仅当上输入满足v1≤VT(26mV)时，方有：才是真正的模拟相乘器。四、设计过程1、总体设计方案调制信号是来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的，高频振荡信号可称为载波。载波由高频信号源直接产生，由非线性元器件经过低通滤波器,二者经过乘法器后即可产生。2、电路设计及参数选择2.1MC1496结构图2.2、Mutisim设计图3、仿真结果及分析M=1M1m1根据波形与m值的计算公式，很容易看出m值与波形之间影响的关系。五、实验过程记录M=1M=1M11、接通电源；2、调节高频信号源使其产生fc=1MHZ幅度为100mV左右的正弦信号作为载波接到幅度调制电路输出端TP1，从函数波发生器输出频率为fΩ=10KHZ幅度为200mV左右的正弦调制信号到幅度调制电路输出端TP2，示波器接幅度调制电路输出端TP3；3、反复调整W及C5使之出现合适的调幅波，观察其波形并测量调制系数m；4、调整UΩ的幅度（调制信号幅度）和W及C5，同时观察并记录m1、m=1及m1时的调幅波形；5、在保证fc、fΩ和Ucm（载波幅度）一定的情况下m—UΩ曲线。六、总结1、实验过程中出现的问题在进行实际试验中，遇到了许多问题。刚刚试验开始的时候因为没有做太多的预习报告，所以对实验的流程不太了解。使得试验的流程与其他组相比比较慢。在试验过程中在进行调节高频信号波形的时候老是调不出来，最后让同学帮忙调的才解决了。在最后的波形记录数据的时候，由于波形不是很清晰可能会在据记录时出现误差。在Multisim对电路进行了仿真时对于MC1496的内部结构图不熟悉导致仿真几次都不成功。出的波形与其他组都不一样。最后解决了结构图的题，才试验很快解决。2、心得体会本次的课程设计试验部分花用了一天的时间，在这一天的时间里，我也遇到了不同的问题，还好在老师与同学的帮助下成功解决试验问题。特别是刚刚开始的实际操作，因为很久没做过示波器的试验，对示波器的设置等操作都不熟悉。花费了好久才搞清楚。在Multisim对电路进行了仿真，因为是纯电脑仿真的模拟过程，只是对MC1496芯片的内部结构图不熟悉，通过上网查资料与问其他同学，得到了内部图，这样使得仿真试验进行的更快。我觉得课程设计对我有很大的帮助，不仅锻炼了动手能力还有计算机的仿真软件操作能力，还有把的结合，这样才会是我们变得更加优秀。1、参考文献