高频实验报告--实验五模拟乘法混频

模拟乘法混频实验报告一、引言在电子通信领域，乘法混频是一种常见的信号处理技术，用于将不同频率的信号进行混频、放大和解调。

乘法混频器是乘法混频技术的核心组件，它可以将输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出。

本实验旨在模拟乘法混频的原理和过程，通过实际操作验证乘法混频器的性能和效果。

二、实验设备与方法1. 实验设备：本实验使用的设备包括信号源、乘法混频器、示波器、频谱分析仪等。

2. 实验方法：（1）连接实验设备：将信号源的输出端与乘法混频器的输入端相连，将乘法混频器的输出端与示波器的输入端相连。

（2）设置实验参数：根据实验需要，设置信号源的频率和幅度，调整乘法混频器的局部振荡器频率。

（3）观察实验结果：通过示波器显示的波形和频谱，观察乘法混频的效果和输出信号的特点。

三、实验步骤与结果1. 设置实验参数：将信号源的频率设置为100 kHz，幅度为1 V；乘法混频器的局部振荡器频率设置为10 MHz。

2. 观察示波器波形：在示波器上观察到了输入信号和混频输出信号的波形。

输入信号为100 kHz的正弦波，混频输出信号为频率为10 MHz和100 kHz 的乘积信号。

3. 分析频谱：通过频谱分析仪对混频输出信号进行频谱分析。

观察到频谱图上出现了频率为10 MHz和100 kHz的峰值，验证了乘法混频的效果。

四、实验结果分析通过观察示波器的波形和频谱分析仪的频谱图，可以得出以下结论：1. 输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出信号。

2. 混频输出信号的频率为输入信号频率与局部振荡器频率的乘积。

3. 混频输出信号的频谱中出现了频率为输入信号和局部振荡器频率的峰值。

五、实验总结通过本实验，我们模拟了乘法混频的原理和过程，并验证了乘法混频器的性能和效果。

乘法混频技术在电子通信中具有广泛的应用，可以实现频率变换、信号放大和解调等功能。

掌握乘法混频技术对于理解和应用现代通信系统至关重要。

通过实验，我们深入理解了乘法混频的原理，对乘法混频器的性能和输出信号特点有了更清晰的认识。

模拟乘法混频实验报告姓名：学号：班级：日期：模拟乘法混频一、实验目的1.进一步了解集成混频器的工作原理2.了解混频器中的寄生干扰二、实验原理及实验电路说明混频器的功能是将载波为vs（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。

例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。

此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。

混频器的电路模型如图1所示。

VsV图1 混频器电路模型混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。

本振用于产生一个等幅的高频信号VL，并与输入信号VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。

目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。

本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。

图2为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。

五、实验注意事项1、测量时应用双踪同时观察本振-载波，载波-中频，以便比较。

2、本实验用到晶振输出信号。

因此，在进行本实验前必须调整好晶振的输出，使之满足本实验的要求。

六、思考题1、除乘法器外，还有哪些器件可组成混频器？试举例说明。

混频器常用的非线性器件还有二极管、三极管、场效应管等。

2、分析寄生干涉的原因，并讨论预防措施。

原因：干扰频率通过寄生通道形成。

混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。

它们和输入信号电压VS、本振电压VL之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。

预防措施：减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。

学生学号实验课成绩学生实验报告书实验课程名称高频电子线路实验开课学院信息工程学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级20014-- 20015学年第一学期实验课程名称：_高频电子线路④倍频器电路设计与仿真实现对信号的倍频。

基本条件：Ux=Uy（载波信号UX：f=1MHZ /50mV)，并记录各级信号波形。

推证输入、输出信号的关系。

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，写出符合规范的综合设计性实验报告，并谈谈自己的体会。

三．实验原理与电路设计仿真1、集成模拟乘法器1496的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。

在高频电子线路中，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。

采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。

所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。

集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。

下面介绍MC1496集成模拟乘法器。

（1）MC1496的内部结构(a)1496内部电路 (b)1496引脚图图1 MC1496的内部电路及引脚图MC1496 是目前常用的平衡调制/解调器。

它的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、图2 MC1496的内部电路及电路模块引脚图2、AM与DSB电路的设计与仿真调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅按调制信号的规律变化。

把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上(例如晶体二极管或晶体三体管)，经过非线性变换电路，就可以产生新的频率成分，再利用一定带宽的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅。

幅度调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM）信号，抑制载波的双边带（DSB）信号，抑制载波和一个边带的单边带（SSB）信号。

乘法器混频的实验报告乘法器混频的实验报告引言在无线通信中，频率的转换是一项重要的技术。

而乘法器混频器作为一种常见的频率转换器，被广泛应用于各种通信系统中。

本实验旨在通过搭建一个乘法器混频器电路并进行实际测试，验证其在频率转换中的性能和效果。

实验原理乘法器混频器是一种通过将输入信号与一个本地振荡器的频率相乘，从而实现频率转换的器件。

其工作原理基于非线性特性，通过将两个信号进行乘法运算，产生新的频率组合。

具体而言，乘法器混频器的输入包括本地振荡器的信号和待转换的信号，输出则是两个信号频率的和与差。

这种频率转换的过程可以用以下公式表示：f_out = |n * f_lo - m * f_in|其中，f_out为输出频率，f_lo为本地振荡器的频率，f_in为待转换信号的频率，n和m为整数。

实验步骤1. 准备工作：收集所需材料和仪器，包括乘法器混频器芯片、示波器、信号源等。

2. 搭建电路：按照乘法器混频器的电路图，连接各个元件和仪器。

确保连接正确并稳定。

3. 设置参数：调整示波器和信号源的参数，使其适应实验需求。

例如，设置本地振荡器的频率和待转换信号的频率。

4. 测试输出：将示波器连接到乘法器混频器的输出端口，观察并记录输出信号的波形和频谱。

5. 改变参数：尝试改变本地振荡器的频率和待转换信号的频率，观察输出信号的变化。

6. 分析结果：根据实验数据，分析乘法器混频器的性能和效果。

比较不同参数下的输出信号特点。

实验结果与讨论通过实验，我们得到了一系列乘法器混频器在不同参数下的输出信号数据。

根据这些数据，我们可以进行以下分析和讨论：1. 输出频谱：通过观察示波器上的频谱图，我们可以看到输出信号中包含了本地振荡器频率和待转换信号频率的和与差。

这证实了乘法器混频器的频率转换原理。

2. 非线性失真：在实际应用中，乘法器混频器可能会引入非线性失真。

这是由于乘法运算本身的非线性特性导致的。

在实验中，我们可以通过观察输出信号的波形来判断是否存在非线性失真。

模拟乘法混频实验报告姓名：学号：班级：日期：模拟乘法混频一、实验目的1. 进一步了解集成混频器的工作原理2. 了解混频器中的寄生干扰二、实验原理及实验电路说明混频器的功能是将载波为vs （高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。

例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz 的已调波信号变换为中心频率为465KHz 的中频已调波信号。

此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。

混频器的电路模型如图1所示。

图1 混频器电路模型混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。

本振用于产生一个等幅的高频信号VL ，并与输入信号 VS 经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。

目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。

本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。

图2为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。

V sV图2 MC1496构成的混频电路MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。

本实验电路中采用＋12V，－8V供电。

R12（820Ω）、R13（820Ω）组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。

本实验中输入信号频率为fs＝4.2MHz，本振频率fL＝8.7MHz。

为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压VS和本振电压VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。

它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。

干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此干扰不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。

高频电路实验报告
在幅度调制实验中,为了完成用低频调制信号去控制高频振荡(载波)的电压,使其成为带有低频信息的调幅波,通常采用集成模拟乘法器来实现调幅之功能。

1.电路原理图
2.仿真电路测试
（1）输入基带信号与载波（基带信号频率为1KHZ、载波频率为12MHZ）
（2）输出AM波：
（3）输出DSB波：
3.实验分析：
（1）在有载波调幅波形中，占绝大部分功率的载频分量是无用的，唯有其上、下边频分量才反映调制信号的频谱结构，而载波分量通过相乘器仅起着将调制信号频谱搬移到载波的两边，本身并不反映调制信号的变化。

在抑制载波调幅波形中,传输前将载频分量抑制掉，节省了发射机的发射功率。

（2）由抑制载波调幅波形可知，双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的，但它的包络已不能完全准确地反映调制信号的变化规律。

输出信号的高频相位在调制电压过零点处要突变180度，其包络已不再反映调制信号波形的变化规律。

模拟乘法混频实验报告心得与体会
首先，模拟乘法混频实验通常需要用到一些基本的电路元件，如放大器、信号发生器、滤波器和混频器等。

实验首先需要设计电路图和电路参数，然后进行电路实验，通过调整电路参数和观察信号波形来验证实验结果。

在实验过程中，有一些常见的心得和体会可以参考：
1. 实验前一定要认真阅读实验指导书，仔细观察电路图，理解电路的基本原理和参数设置要求。

2. 在进行实验时要注意安全，避免因误操作或电路设计不当而造成伤害或损坏。

3. 在实验过程中，要仔细观察信号波形、频率和幅值等参数的变化情况，及时记录数据，以便后续分析和比较。

4. 如果实验结果与预期不符，应及时排查问题，检查电路连接和元件设置是否正确，分析可能的原因，并尝试进行调整和改进。

5. 在实验结束后，应认真整理实验记录和数据，并撰写实验报告，总结实验过程中的心得和体会，反映实验结果和结论。

同时，也要充分发扬科学态度，虚心接受他人的批评和建议，不断完善实验方法和结果。

总之，模拟乘法混频实验是一项比较复杂和重要的实验，需要专业的知识和技能，也需要科学的态度和认真的实验精神。

只有通过认真的实验操作和不断的体验和总结，才能得到更好的实验结果和体验。

实验课程名称：_高频电子线路五．实验原理与电路设计仿真1、集成模拟乘法器1496的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。

在高频电子线路中，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。

采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。

所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。

集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。

下面介绍MC1496集成模拟乘法器。

（1）MC1496的内部结构MC1496 是目前常用的平衡调制/解调器。

它的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频、动态增益控制等。

MC1496 的和内部电路与外部引脚图如图1(a)(b)所示。

(a)1496内部电路 (b)1496引脚图图1 MC1496的内部电路及引脚图它内部电路含有 8 个有源晶体管，引脚 8 与 10 接输入电压 VX、1与 4接另一输入电压VY，6 与12 接输出电压 VO。

一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为：VO=K（VX +VXOS）（VY+VYOS）+VZOX。

为了得到好的精度，必须消除 VXOS、VYOS与 VZOX三项失调电压。

引脚 2 与 3 之间需外接电阻，对差分放大器 T5与 T6产生交流负反馈，可调节乘法器的信号增益，扩展输入电压的线性动态范围。

各引脚功能如下：1：SIG+ 信号输入正端 2: GADJ 增益调节端3：GADJ 增益调节端 4: SIG- 信号输入负端5：BIAS 偏置端 6: OUT+ 正电流输出端 7: NC 空脚 8: CAR+ 载波信号输入正端9: NC 空脚 10: CAR- 载波信号输入负端11: NC 空脚 12: OUT- 负电流输出端13: NC 空脚 14: V- 负电源（2）Multisim建立MC1496电路模块启动multisim11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的电路窗口上，按住鼠标左键拖动，全部选中。

实验5 乘法器的应用3---混频器实验一、实验目的1.熟悉集成电路实现的混频器的工作原理。

2.了解混频器的多种类型及构成。

3.For personal use only in study and research; not for commercial use4.5.了解混频器中的寄生干扰。

二、预习要求1.For personal use only in study and research; not for commercial use2.3.预习混频电路的有关资料。

4.认真阅读实验指导书，对实验电路的工作原理进行分析。

三、实验仪器1.双踪示波器2.高频信号发生器（最好有产生调制信号功能的信号源）3.频率计4.实验板GPMK7四、实验电路说明目前高质量的通信接收机中多采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，本实验采用的是集成模拟乘法器（MC1496）构成的混频电路。

用模拟乘法器实现混频，只要u x端和u y端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如1.5MHz，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图所示5-1 混频原理框图若u x (t)=U s cosωs t u y(t)=U c cosωc t则u c(t) = KU s U c cosωs t·cosωc t=1/2 KU s U c［cos(ωc+ωs )t+ cos(ωc-ωs )t］ωc-ωs =ωi 为某中频频率。

由MC1496 模拟乘法器构成的混频器电路如图5-2所示。

注意：电源+12V -12V本振信号U C（频率为6MHz）接到乘法器的⑽脚，将调幅波信号U S（频率为4.5MHz）接到乘法器的⑴脚，混频后的中频信号由乘法器的⑹脚输出，经形带通滤波器（其调谐在1.5MHz，带宽为450KHz）由电路输出端OUT得到差频（1.5MHz）信号（即：所谓中频信号）。

为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压U S和本振电压U C外，不可避免地存在干扰和噪声信号。

实验五混频器一、实验目的：1. 掌握晶体三极管混频器频率变换的物理过程和本振电压V。

和工作电流Ie对中频输出电压大小的影响。

2. 掌握由集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程3. 比较晶体管混频器和平衡混频器对输入信号幅度及本振电压幅度要求的不同点。

二、实验内容：1.研究晶体管混频器的频率变换过程。

2 •研究晶体管混频器输出中频电压V i与混频管静态工作点的关系。

3•研究晶体管混频器输出中频电压V i与输入本振电压的关系。

4. 研究平衡混频器的频率变换过程。

三、基本原理混频器常用在超外差接收机中，它的任务是将己调制（调幅或调频）的高频信号变成已调制的中频信号而保持其调制规律不变。

本实验中包含两种常用的混频电路：晶体三极管混频器和平衡混频器。

其实验电路分别如图6-1、6—2所示。

图6—1为晶体管混频器，该电路主要由VT8（3DG6或9014）和6. 5MHZ选频回路（CP3）组成。

10K电位器（VR13 ）改变混频器静态工作点，从而改变混频增益。

输入信号频率fs= 10MHZ，本振频率fo = 16.455MHZ，其选频回路CP3选出差拍的中频信号频率f i= 6.5MHZ，由J36 输出。

图6—2为平衡混频器，该电路由集成模拟乘法器MC 1496 完成。

MC1496 模拟乘法器，其内部电路和引脚参见4—l，MC1496 可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。

本实验电路中采用十12V，一9V供电。

VR19 （电位器）与R95 （10K? ）、R96 （10K?）组成平衡调节电路，调节VR19可以使乘法器输出波形得到改善。

CP5为6. 5MHz选频回路。

本实验中输入信号频率为fs= 10MHZ，本振频率fo = 16.455MHZ。

图6—3 为16. 455MHZ 本振振荡电路，平衡混频器和晶体管混频器的本振信号可由J43 输出。

图6-1晶体管混频电路IT ~n 1— *—R83 7"R8S fR83 -z=rZZ2(6.5M)516KS卄12VCP5TR95 1OKs To 欝 SIO+■;： SKJ- 亠 BIAS -如叽 .''-CARt川沁 ..烹 I ■・ W 二■■"'.■ . ?.<L . L.~ ? 1”- F" ■■- --■■■-_■ -・51 R87 C98 if 廻1Q21BZ.OXTT ?1K 0UT+OOT- R97 1K图6-2平衡混频电路L11 5.6UH103图6-3 16.455MHZ 本振振荡电路四、实验步骤（一）晶体管混频器P.H.OUTU8C97102105VR19 504T2 36+12V 12 .6UHC83 1Q2J50 BZ.IN1熟悉实验板上各元件的位置及作用2 •观察晶体管混频前后的波形变换：将J28短路块连通在C.DL , J34 （BZ.IN ）短路块连接在下横线处，平衡混频中的J49断开，即将16.455MHZ本振信号加入晶体管混频器上，将10 MHMHz100mV左右的高频小信号加到晶体管混频器信号输入端J32处，此时短路块J33应置于开路。