下载文档原格式
集成模拟乘法器混频、平衡调幅实验一、实验目的掌握利用乘法器（MC1496）实现混频，平衡调幅的原理及方法。
二、实验仪器双踪示波器一台、高频电子实验箱一台、万用表一台三、实验原理（1）混频用模拟乘法器实现混频，只要x u 端和y u 端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理如图所示：若()cos x s s u t V w t = ()00cos y u t V w t =则()00cos cos c s s u t KVV w t w t = ()()0001cos cos 2s s s KV V w w t w w t =++-⎡⎤⎣⎦ 经带通滤波器后，取差频 ()()0001cos 2s s V t KV V w w t =- 0s i w w w -=为某中频频率。
（2）振幅调制 设载波信号的表达式为()c o s c c m c u t U t ω=，调制信号的表达式为()c o s m u t U t ΩΩ=Ω，调制信号叠加直流电源Q U ，则调幅信号的表达式为 ()()()()000cos 11cos cos cos 22o M Q cm c m c a m c a m c u t A U u t U tU t m U t m U t ωωωωΩ⎡⎤=+⎣⎦=++Ω+-Ω0m M Q cm U A U U =a m ——调幅系数，a m Q m U U Ω=；0cos m c U t ω——载波信号；()01cos 2a m c m U t ω+Ω——上边频分量； ()01cos 2a m c m U t ω-Ω——下边频分量 它们的波形及频谱如图所示。
由图可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。
为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。
双边带调幅波的表达式为()()()0cos cos 11cos cos 22M m cm c m c m c u t A U t U tU t U t ωωωΩ=Ω⋅=+Ω+-Ω 式中 m M m cm U A U U Ω=⋅⋅四、实验步骤1、混频器实验● 连接好跳线J12、J13、J15、J19、J110（此时J11、J14、J16、J17、J18应断开）。
湖南大学工程训练HUNAN UNIVERSITY 工程训练报告题目：基于模拟乘法器芯片MC1496的调幅与检波电路设计与实现学生姓名：秦雨晨学生学号： 20110803305专业班级：通信工程1103 指导老师(签名):二〇一四年九月十五日目录1 项目概述---------------------------------------------------------2 1.1引言---------------------------------------------------------21.1 项目简介----------------------------------------------------21.2 任务及要求--------------------------------------------------21.3 项目运行环境------------------------------------------------32 相关介绍--------------------------------------------------------33 项目实施过程----------------------------------------------------53.1 项目原理 ---------------------------------------------------53.2 项目设计内容------------------------------------------------93.2.1 调幅电路仿真--------------------------------------------93.2.2 检波电路仿真-------------------------------------------124 结果分析-------------------------------------------------------144.1调幅电路---------------------------------------------------144.2 检波电路---------------------------------------------------185 项目总结-------------------------------------------------------216 参考文献-------------------------------------------------------227 附录 --------------------------------------------------------231、项目概述1.1引言在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
实用标准文档班级：姓名：学号：指导教师：林森成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系混频器的设计1概述在高频电子线路中，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，而集成模拟乘法器正是实现两个模拟量，电压或电流相乘的电子器件。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件要简单得多，而且性能优越，因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。
混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。
在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。
特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。
本次设计主要内容是基于MC1496的混频器应用设计与仿真，阐述混频器基本原理，并在电路设计与Multisim仿真环境中创建集成电路乘法器MC1496电路模块，利用模拟乘法器MC1496完成各项电路的设计与仿真，并结合双踪示波器实现对信号的混频，对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号。
1.1混频器原理混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。
直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。
采用超外差接收后，调整方便，放大量﹑选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。
混频器在一些发射设备中也是必不可少的。
在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。
此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、频谱分析仪等）的重要组成部分。
基于模拟乘法器MC1496的混频器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。
模拟乘法器的主要技术指标是工作象限、线性度和馈通度。
工作象限是指容许输入变量的符号范围。
只容许ux和uy均为正值的相乘器称为一象限的,而容许ux和uy都可以取正、负值的则称为四象限的。
线性度是指相乘器的输出电压uo与输入电压ux(或uy)成线性的程度。
馈通度是指两个输入信号中一个为零时，另一个在输出端输出的大小。
混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号，必须保持①调制类型，调制参数不变，即原调制规律不变。
②频谱结构不变，各频率分量的相位大小，相互间隔不变。
由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。
此设计就是利用仿真软件，采用模拟相乘器实现混频电路的。
关键词：MATLAB,模拟乘法器，混频电路DESING OF MIXER BASED ON THE ANALOG MULTIPLIER MC1496AbstractAfter the integrated operational amplifier in the integrated analog multiplier is one of the most common analog integrated circuit, is a kind of multi-purpose linear integrated circuits.Modulator can be used as a broadband, suppressed carrier bilateral balance, don't need coupling transformeror tuned circuit, also can be used as a high-performance SSB multiplication detector, AM, FM demodulator, mixer/modem modulation, frequency multiplier, and phase discriminator, combiningit with amplifier can also do many mathematical operation, such as multiplication, division, chengfang, root, etc.This design mainly used integrated analog multiplier MC1496 achieve above functions. Analog multiplier is the main technique index quadrant, linearity and feed through work.Work quadrant refers to allow the input variable symbol scope.Only allow both ux and uy positive multiplier is called a quadrant, and allow the ux and uy can take the positive and negative is known as the four quadrants.Linearity refers to the multiplication of the input voltage and output voltage uo ux (or uy) into linear degree.Feed through degree is refers to the two input signals of ais equal to zero, the other in the size of the output terminal output.Mixing is the carrier for the high frequency modulated signal, no distortion for the carrier to transform to the middle of the modulated signal, must be kept in (1) modulation type, modulation parameters are the same, namely the original modulation law remains the same.The phase of each frequency component of the spectrum structure remains the same, (2) the size and the spacing between the same.Due to the design and production of high gain, good selectivity, and working frequency was lower than those of the original carrier frequency fixed intermediate frequency amplifier is easy, so the mixing method can greatly improve the performance of the receiver.This design is the use of simulation software, using analog multiplier to realize mixing circuit..Key words:MA TLAB, Analog multiplier, mixing circuit1.绪论混频技术在高频电子线路和无线电技术中应用的相当广泛。
一、 实验原理（实验主要内容及原理、设计思想、系统结构等） 基于MC1496集成模拟乘法器的非线性幅度调制电路原理，电路如下图：R81K C30.1USIG+1SIG-423CAR+8CAR-1014OUT+6OUT-12BIAS5VEEGADJGADJ U1M C 1496C10.1UC20.1UR175W 51KC11100U10410447UH2KLED -8V R551R275R31KR451R551R91KR103.9KR113.9KR12110KC9104L347UHC10104LED +12V2KQ13DG6R13510C70.1UFL220UHGNDR76.8KGNDGNDGNDC55/20PC40.1U C60.1U GNDGNDGNDGNDGND载波输入调制输入UOUTTP3+12V+8VINL11、双踪示波器：YB43602、频率计：YB33713、数字万用表：GDM-81354、高频实验箱：EL-GP-III5、高频信号发生器：YB1052B6、幅度调制、解调模块四、实验操作（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、异常或错误处理等）1、接通高频实验箱的－8V和+12V电源；2、调节高频信号发生器，使其输出f C=10MHz、振幅为200mV的高频正弦信号接地TP1端作载波信号；从高频信号发生器左下端或高频实验箱的左边的音频信号发生器输出fΩ=1KHz、振幅为600mVpp的正弦调制信号到将双踪示波器的CH1接通Tp2，Ch2接通Tp3；3、仔细调节uΩ的振幅以及W和C5，适当调节示波器的Y轴灵敏度和X轴扫描时间（mS级），使示波出现m<1的调幅波，观察并测量调制系数m（注意m的测量计算方法）；4、轻轻仔细调节uΩ的振幅以及W和C5，仔细适当调节示波器的Y轴灵敏度和X轴扫描时间（mS级），示波观察并记录m<1、m=1、m>1时调幅波的波形；5、保持f C=10MHz、振幅为200mV的高频正弦载波信号，fΩ=1KHz的音频信号不变，调节uΩ的大小，用示波器测量和计算m~uΩm曲线五、实验结果（实验最终结果及其分析处理）1、调幅波调制系数的测量记录计算在测量的调幅波中，高频信号发生器产生的载波频率f C=10MHz，振幅u C=200mV,音频信号fΩ=1KHz ，经MC1496最佳调制后，将双踪示波器水平扫描开关置0.2mS/dev 、垂直控制开关置0.2mV/dev 时，在显示屏测定调制波图形如图P-2所示。
课程设计报告题目：基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真1 设计任务及要求1.1设计任务本设计是通过模拟乘法器MC1496和1.2 设计要求（1）乘积性的相位鉴频器中心频率10.7MHz。
（2）调制信号频率500kHz，用MC1496设计频相转换网络和低通滤波器。
（3）输出波形无显著失真。
1.3设计研究基础1.3.1鉴频器概述鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。
按用途可以分为两类：第一类用于调频信号的解调。
常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等。
对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。
第二类用于频率误差测量，如用在自动频率控制环路中产生误差信号的鉴频器。
对于这类电路的零点漂移限制较严，对非线性失真和噪声门限则要求不高。
实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频——调幅变换型。
第二类是相依乘法鉴频型，这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化呈线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号，因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频；第三类是脉冲均值型。
1.3.2鉴频器的主要参数1.3.2.1鉴频特性(曲线)鉴频特性曲线指鉴频器的输出电压u0与输入电压瞬时频率f 或频偏Δf 之间的关系曲线。
理想鉴频特性曲线应是一条直线，但实际上往往有弯曲，呈S形，如下图所示。
变换器f u o f B u o maxu of c f A f(a )(b )图 1 理想鉴频特性曲线1.3.2.2鉴频器的主要参数1）鉴频器的中心频率f0 鉴频器的中心频率f0对应于鉴频特性曲线原点处的频率。
通常，由于鉴频器中心与中频频率相同。
2）鉴频带宽Bm鉴频带宽Bm:是指鉴频器能够不失真地解调所允许输入信号频率变化的最大范围。
3）鉴频器的线性度鉴频器的线性度：是指鉴频特性曲线在鉴频带宽内的线性特性。
湖南大学工程训练HUNAN UNIVERSITY 工程训练报告题目：基于模拟乘法器芯片MC1496的调幅与检波电路设计与实现学生姓名：秦雨晨学生学号： 20110803305专业班级：通信工程1103 指导老师(签名):二〇一四年九月十五日目录1 项目概述---------------------------------------------------------2 1.1引言---------------------------------------------------------21.1 项目简介----------------------------------------------------21.2 任务及要求--------------------------------------------------21.3 项目运行环境------------------------------------------------32 相关介绍--------------------------------------------------------33 项目实施过程----------------------------------------------------53.1 项目原理 ---------------------------------------------------53.2 项目设计内容------------------------------------------------93.2.1 调幅电路仿真--------------------------------------------93.2.2 检波电路仿真-------------------------------------------124 结果分析-------------------------------------------------------144.1调幅电路---------------------------------------------------144.2 检波电路---------------------------------------------------185 项目总结-------------------------------------------------------216 参考文献-------------------------------------------------------227 附录 --------------------------------------------------------231、项目概述1.1引言在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
摘要在高频电子线路中，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，而集成模拟乘法器正是实现两个模拟量，电压或电流相乘的电子器件。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件要简单得多，而且性能优越，因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。
混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。
在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。
特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。
Multisim10是属于新一代的电子工作平台，是一种电子技术界广泛应用的优秀计算机仿真软件。
主要内容是基于MC1496的混频器应用设计与仿真，阐述混频器基本原理，并在电路设计与Multisim仿真环境中创建集成电路乘法器MC1496电路模块，利用模拟乘法器MC1496完成各项电路的设计与仿真，并结合双踪示波器实现对信号的混频，对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号。
关键词：MC1496乘法器；混频器；MultisimAbstractIn high frequency electronic circuit course, amplitude modulation,synchronization demodulation, mixer, frequency, frequency modulation and demodulation are regarded as the process of the two signals are multiplied, and the integrated analog multiplier is the realization of two analog electronic device, a voltage or current multiplication. The integrated analog multiplier to achieve the above functions than discrete devices are much more simple, and superior performance, therefore the integrated analog multiplier is widely used in wireless communications, radio and television broadcasting.The mixer in communication engineering and radio technology,application is very extensive, in modulation system, the input of baseband signal are through frequency conversion into a high frequency modulated signal. In the demodulation process, the received modulated high frequency signal after frequency conversion, into intermediate frequency signals corresponding to. Especially in the superheterodyne receiver, mixer is widely used, mixing circuit is the key module of Applied Electronic Technology and professional radio must master.Multisim10 is a new generation of electronic platform belongs to, is an excellent computer widely used an electronic technology field simulation software.The main content is the mixer application design and simulation based on MC1496, expounds the basic principle of mixer, and the circuit design and Simulation in Multisim environment to create integrated circuit MC1496 multiplier circuit module, the analog multiplier MC1496 to complete the design and Simulation of the circuit, and combined with the dual trace oscilloscope to achieve signal mixing, the switching frequency of the received signal the intermediate frequency signal, a need.Key Words：MC1496 multiplier; mixer; Multisim目录摘要 (1)Abstract (II)引言 (1)1.方案分析 (2)2.单元电路的工作原理 (4)2.1 LC正弦波振荡器 (4)2.2 模拟乘法器电路 (6)2.3 选频﹑放大电路 (8)3.电路性能指标的测试 (9)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)引 言混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。
直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。
采用超外差接收后，调整方便，放大量﹑选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。
混频器在一些发射设备中也是必不可少的。
在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。
此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、 频谱分析仪等）的重要组成部分。
混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。
具体原理框图如图1所示。
振荡器输出一频率为1f =10MHz 、幅值0.2V ＜m U 1＜1V 的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，2f =10MHz 、幅值m U 2=200mV ，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。
选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz 的正弦波信号。
图1 混频器原理框图正弦波 模拟 选频、放大高频1.方案分析对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。
1.混频电路的基本组成模型及主要技术特点：混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。
图a是混频电路的组成模型，可以看出是由三部分基本单元电路组成。
分别是相乘电路、本级振荡电路和带通滤波器(也称选频网络)。
当为接收机混频电路时，其中Us (t)是已调高频信号。
Ul(t)是等幅的余弦型信号，而输出则是Ui(t)为中频信号。
2.混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法图2为混频电路的基本原理，Us (t)为输入信号，Uc(t)本振信号Ui(t)输出信号。
分析：当st sm s cos U (t)U ψ=则(t)(t)U U (t)U c s p == ct cm st sm cos U cos U ψψ= ct st cos cos Am ψψ其中：cm sm U U Am =，对上式进行三角函数的变换则有()t c st 1p cos cos Am t U ψψ=：)t]-(c s)t c [cos( Am 21s c ψψψψos ++ 从上式可推出，U p (t)含有两个频率分量和为(ψc +ψS )，差为(ψC -ψS )。
若选频网络是理想，上边带滤波器则输出为]t Amcos[21(t)U s c i ψψ+=． 若选频网络是理想下边带滤波器则输出：]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ=． 工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc >>ψS ．往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，]t -Amcos[21(t)U s c i ψψ=为接收机的中频信号。
衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。
规定混频跨导的计算公式：混频跨导g ：输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。
3.应用电路分析该电路由LC 正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。
LC 正弦波振荡器产生的10MHz 正弦波与高频信号源所产生的8MHz 正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz 的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz 的正弦波信号。
混频器电路如图3所示。
2.单元电路的工作原理1．LC 正弦波振荡器本次设计采用LC 电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。
利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC 谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振荡器。
三点式LC 振荡器的相位平衡条件是πφφ2=+F k ，在LC 谐振回路，()ce be cb X X X +=，cb X 与be X ﹑ce X 性质相反，当be X ﹑ce X 为电容，cb X 就是电感；当be X ，ce X 为电感，cb X 就是电容。
在LC 三点式振荡器电路中,如果要产生正弦波，必须满足振幅平衡条件：即满足1>∙F A 。
由相位平衡条件和振幅平衡条件可得：FF F R i 11+∙>β 选取60=β，故选用2N2222A 三极管。
