模拟乘法器的应用-同步检波

模拟乘法器实现同步检波
实验预习报告
学号姓名实验台号
一、实验目的
1、掌握用模拟乘法器的工作原理及特点。

2、进一步用掌握用模拟乘法器实现振幅调制，同步检波，混频，倍频的电路调制与测
试方法。

二、实验仪器
数字万用表、数字频率计、数字示波器、直流稳压电源
三、实验原理
用模拟乘法器实现同步检波
振幅调制信号的解调过程称为检波。

常用方法有包络检波和同步检波两种。

由
于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络
检波的方法进行解调。

而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接
反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。

两种方式同步检波器的组成框图
（a）乘积型（b）叠加型
四、实验步骤
1，CIN端输入来自LC振荡器的频率为4MHz的同步信号
SIN端输入来自乘法器调幅电路的输出信号。

观察电路输出信号与原始音频信号波形是否一致。

2，保持调制音频信号不变，使载波信号的频率表fc=4MHz，调节LC的DW2改变载波幅度Vcm
3，保持载波信号不变（fc=4MHz，Vcm=80mV），音频信号的Vm<50mV，改变调制信号频
4，保持载波信号不变（fc=4MHz，Vcm=80mV），音频信号的频率F=1kHz不变，改变调制信号幅值Vm<50mV，观察并且记录其对vo的影响。

画出其对应的曲线关系。

模拟乘法器及其应用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。

The integrated analog multiplier is the second one of the analog integrated circuitoperational amplifier after the general linear integrated circuits, is a multi use. Can be usedas broadband, suppressed carrier double balanced modulator, does not require a coupling transformer or tuning circuit, also can be used as SSB multiplication detector of high performance, AM modulator / demodulator, FM demodulator, mixer, multiplier, the phasedetector, and it can also complete theamplifier combining mathematical operation many, such as multiplication division,involution, evolution, etc..一、实验目的1．了解模拟乘法器的工作原理2．掌握利用乘法器实现AM调制、DSB调制、同步检波、倍频等几种频率变换电路的原理3．学会综合地、系统地应用已学到模、数字电与高频电子线路技术的知识，通过MATLAB掌握对AM调制、DSB调制、同步检波、倍频电路的制作与仿真技术，提高独立设计高频单元电路和解决问题的能力。

课程设计任务书题目集成电路模拟乘法器的应用专业、班级学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：一．主要内容用集成模拟乘法器MC1496设计调幅器和同步检波器二．基本要求1：电源电压12v 集成模拟乘法器 MC1496载波频率 f c=5MHZ 调制信号频率 fΩ=1KHZ2：完成课程设计说明书，说明书应含有课程设计任务书，设计原理说明，设计原理图，要求字迹工整，叙述清楚，图纸齐备。

3：设计时间为一周。

三．主要参考资料1:李银华电子线路设计指导北京航天航空大学出版社2005.6 2:谢自美电子线路设计·实验·测试华中科技大学出版社2003.103:张肃文高频电子线路高等教育出版社2004.11完成期限：指导教师签名：课程负责人签名：年月日目录第一章mc1496的介绍第一节模拟乘法器的内部结构及原理 (4)第二节 mc1496的引脚图及其功能 (5)第三节 mc1496的内部结构及原理 (6)第二章 mc1496构成调幅器第一节调幅器的基本介绍 (10)第二节振幅调制器的原理图 (12)第三节振幅调制器的数据说明 (14)第三章 mc1496构成同步检波器第一节同步检波器的基本介绍 (14)第二节振幅同步检波器的原理图 (15)第三节振幅同步检波器的数据说明 (16)第四章设计体会 (18)主要参考文献振幅调制器的原理图振幅同步检波器的原理图摘要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。

集成模拟乘法器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。

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经过非线性变换电路，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。

实验七集成电路模拟乘法器的应用一、乘法器混频1、预调工作：参看附图G2a) 接好连接器J12，J13，J15，J19，J110构成混频电路；b) 按下开关K11；2、接输入信号；a) 从IN11脚输入频率为10.7MHz载波信号，大小为Vp-p=300mV的信号（由高频信号源部分产生参考高频信号源的使用）；b) 从IN13脚输入频率为10.245MHz的信号，此信号由“正弦波振荡器”单元的晶体振荡部分产生，从测试钩TT51引入；3、实验现象：在测试钩TT11脚测得信号的频率为455KHz（用频率计观测），大小为400mV（用示波器观测）。

二、乘法器调幅1、预调工作：参看附图G2a) 接好连接器J11，J14，J16，J17，J18（断开J12、J13、J15、J19、J110），构成调幅电路；b) 按下开关K11；2、接输入信号：a) 从IN11脚输入10.7MHz的载波信号，大小为Vp-p=1.2V，从高频信号源部分引入（参考高频信号源使用）；b) 从IN12脚输入频率为1KHz，大小为Vp-p=2V的正弦波调制信号，从低频信号源部分引入（参考低频信号源使用），改变调制信号的大小使调幅波不失真；3、实验现象：调节电位器W11，在测试钩TT11脚处用示波器可以观察到调制深度不同“有载波的调幅波”和“抑制载波的调幅波”，如图12所示。

图12三、乘法器同步检波1、预调工作：如附图G3所示a) 接好连接器J22，J24，J26（断开J21、J23、J25），构成检波电路；b) 按下开关K21；2、接输入信号：a) 从IN21脚输入10.7MHz的载波信号（幅度大小与平衡调幅的一样，相当于同步载波），由高频信号源提供（参考高频信号源使用）；b) 从IN23脚输入调幅波，此信号由“乘法器调幅”部分产生，由测试钩TT11输出；3、实验现象：在测试钩TT21脚处用示波器可以观察到检波后得到的正弦波，如图13所示。

实验报告实验名称 集成电路模拟乘法器的应用成绩姓名 马晓恬 专业班级 电信081 实验日期 学号指导教师刘富强提交报告日期12.19一、实验目的1、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握其调整与特性参数的测量方法。

2、掌握利用乘法器实现混频，平衡调幅，同步检波，鉴频等几种频率变换电路的原理及方法。

二、实验内容1、 改变模拟乘法器外部电路，实现混频器电路，观察输出点波形，并测量输出频率。

2、 改变模拟乘法器外部电路，实现平衡调幅电路，观察输出点波形。

3、 改变模拟乘法器外部电路，实现同步检波电路，观察输出点波形。

4、 改变模拟乘法器外部电路，实现鉴频电路，观察输出点波形。

三、实验仪器1、双踪示波器一台2、频率特性扫频仪（选项）一台四、实验原理及电路1、集成模拟乘法器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是双平衡四象限模拟乘法器。

其内部电路和引脚如图7-1(a)(b)所示。

其中1VT 、2VT 与3VT 、4VT 组成双差分放大器，5VT 、6VT 组成的单差分放大器用以激励1VT ～4VT 。

7VT 、8VT 及其偏置电路组成差分放大器5VT 、6VT 的恒流源。

引脚8与10接输入电压U X ，1与4接另一输入电压U y ，输出电压U 0从引脚6与12输出。

引脚2与3 外接电阻R E ，对差分放大器5VT 、6VT 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压U y 的线性动态范围。

班级：姓名：学号：指导教师：成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系1 实验目的1、更好的理解高频课程内容，掌握数字系统设计和调试的方法，培养我们分析、解决问题的能力。

2、加深理解和巩固理论课上所学的有关AM和DSB调制与解调的方法与概念3、学会设计中小型高频电子线路的方法，独立完成调试过程，在Multisim仿真软件的集成环境中绘出自己设计的AM、DSB模拟调制电路图和解调电路图，加入基带信号和载波信号，用示波器观察解调波形，分析波形的特点2 实验内容1、用模拟乘法器MC1496/1596设计一个同步检波电路，使其能实现对AM和DSB的解调。

2、要求理解系统的各部分功能，原理电路以及相关参数的计算3、软件仿真的相关调试，得出结论3 功能分析3.1 同步检波器功能分析根据高频电子线路理论分析,双边带信号DSB,就是抑制了载波后的调制信号,它的有用信号成分以边带形式对称地分布在被抑制载波的两侧。

由于有用信号所在的双边带调制信号的上、下边频功率之和只有载波功率的一半,即它只占整个调幅波功率1/3，实际运用中,调制度m在0.1～1之间变化,其平均值仅为0.3,所以边频所占整个调幅波的功率还要a小。

为了节省发射功率和提高有限频带资源的利用率,一般采用传送抑制载波的单边带调制信号SSB,因为上下边带已经包含了所有有用的信号成分。

而要实现对抑制载波的双边带调制信号DSB或单边带调制信号SSB进行解调,检出我们所需要的调制有用信号,不能用普通的二极管包络检波电路,需要用同步检波电路。

同步检波电路与包络检波不同,同步检波时需要同时加入与载波信号同频同相的同步信号。

利用乘法器可以实现调幅波的乘积检波功能,普通调幅电压乘积器的原理框图如图3-1所示。

图3-1中,设输入信号)(t U AM 为普通调幅信号:t t m U U x y a XM AM ωωcos )cos 1(+= （3-1）限幅器输出为等幅载波信号 ,乘法器将两输入信号进行相乘后输出信号为:（3-2）（条件：s y c x v v mA V V =<=,28为大信号）再通过低通滤波器作为乘法器的负载,将所有高频分量去除,并用足够大的电容器隔断直流分量,就可以得到反映调制规律的低频电压。

集成模拟乘法器同步检波实验一、实验目的掌握利用乘法器（MC1496）实现同步检波的原理及方法。

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、实验原理在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号()t t U t U c sm S Ω=cos cos ω，另一输入端输入同步信号（即载波信号）()t U t U c cm c ωcos =，经乘法器相乘，可得输出信号U 0（t ）为()()()()()t U U K t U K t U U K t U t U K t U c cm sm E c sm E cm sm E c s E o Ω-+Ω++Ω==ωω2412cos 41cos 21 （条件：mV U U C x 26<=，S y U U =为大信号）上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，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的解调。

四、实验步骤● 连接J22、J25，断开J21、J23、J24、J26，组成由mc1496构成的同步检波电路。

● 接通开关。

● 从TP3处输入10.7MHz 的载波，由高频信号源部分提供（此信号与平衡调制实验中的载波信号为同一信号），使0s u =，调2W 使在TT21处观察的信号近似为0。

● 在y u 端输入由平衡调制实验中产生的抑制载波调幅信号，即将TT11与TP5连接（TT11输出调幅波）。

● 从TT21处用示波器应能观察到()U t Ω的波形，微调W2可使输出波形幅度增大，波形失真减小。

信号大小在实验过程中应微调，以保证输出信号最好。

五、实验结果整理各项实验所得的数据，绘制出有关曲线和波形。

六、思考题实验过程中遇到的问题及解决方法。

实验7 二极管包络检波器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●振幅解调●模拟乘法器实现同步检波2．做本实验时所用到的仪器：●集成乘法器幅度解调电路模块●高频信号源●双踪示波器●万用表二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法；3．了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；4．理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。

三、实验内容1．用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能；2．用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能；3．用示波器观察普通调幅波（AM）解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。

四、基本原理1．同步检波同步检波又称相干检波。

它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调出调制信号。

本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图7-2所示。

图中，恢复载波v c先加到输入端9P01上，再经过电容9C01加在⑻、⑽脚之间。

已调幅波v amp先加到输入端9P02上，再经过电容9C02加在⑴、⑷脚之间。

相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由9C04、9C05、9R06组成的 型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（9P03）提取出调制信号。

需要指出的是，在图9-2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。

五、实验步骤（一）实验准备1．选择好需做实验的模块：集成乘法器幅度调制电路、集成乘法器幅度解调电路。

2．接通实验板的电源开关，使相应电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。

注意：做本实验时仍需重复实验4中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。

图7-2 MC1496 组成的解调器实验电路（二）集成电路（乘法器）构成的同步检波1.AM 波的解调采用实验4的五、4中相同的方法来获得AM 波，并加入到幅度解调电路的调幅输入端(9P02)。