電子線路課程設(shè)計--用mc1496集成模擬乘法器設(shè)計調(diào)幅電路

1、<p>　　電 路 課 程 設(shè) 計 報 告</p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　課程設(shè)計題目 用MC1496集成模擬</p><p><b>　　乘法器設(shè)計調(diào)幅電路</b></p>

2、<p>　　二 〇 一 〇 年 六 月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 乘法器常規(guī)調(diào)幅設(shè)計方案論證……………3</p><p>　　1.1 乘法器常規(guī)調(diào)幅的應(yīng)用意義 …………………3</p><p>　　1.2 乘法器常規(guī)調(diào)幅設(shè)計的要求及技術(shù)指標(biāo) ……3<

3、;/p><p>　　1.3 總體設(shè)計方案框圖 ………………………… 4</p><p>　　第2章MC1496乘法器常規(guī)調(diào)幅電路設(shè)計…………4</p><p>　　2.1MC1496乘法器常規(guī)調(diào)幅電路設(shè)計原理…………4</p><p>　　2.2實驗電路 …………………………………………7</p><p>　　2.3

4、 電路仿真實現(xiàn)……………………………………8</p><p>　　2.4心得體會…………………………………………9</p><p>　　參考文獻 ……………………………………… 10</p><p>　　第1章 乘法器常規(guī)調(diào)幅設(shè)計方案論證</p><p>　　乘法器常規(guī)調(diào)幅的應(yīng)用意義</p><p>　　隨

5、著電子技術(shù)的發(fā)展，集成模擬乘法器應(yīng)用也越來越廣泛，它不僅應(yīng)用于模擬量的運算，還廣泛應(yīng)用于通信、測量儀表、自動控制等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。用集成模擬乘法器可以構(gòu)成性能優(yōu)良的調(diào)幅和解調(diào)電路，，其電路元件參數(shù)通常采用器件典型應(yīng)用參數(shù)值。作調(diào)幅時，高頻信號加到IN1輸入端，低頻信號加到IN2輸入端；作解調(diào)時，同步信號加到IN1輸入端，已調(diào)信號加到IN2輸入端。調(diào)試時，首先檢查器件各管腳直流電位應(yīng)符合要求，其次調(diào)節(jié)調(diào)零電路，使電路達到平衡。集成模擬乘法器

6、是實現(xiàn)兩個模擬信號相乘的器件，它廣泛用于乘法、除法、乘方和開方等模擬運算，同時也廣泛用于信息傳輸系統(tǒng)作為調(diào)幅、解調(diào)、混頻、鑒相和自動增益控制電路，是一種通用性很強的非線性電子器件，目前已有多種形式、多品種的單片集成電路，同時它也是現(xiàn)代一些專用模擬集成系統(tǒng)中的重要單元。</p><p>　　乘法器常規(guī)調(diào)幅設(shè)計的要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　設(shè)計內(nèi)容：采用MC1496模擬乘法器常規(guī)調(diào)幅，

7、</p><p>　　設(shè)計參數(shù)：調(diào)節(jié)Rp1使UAB=0.1V，調(diào)頻率f=100kHz,VΩm=100mv峰-峰值，</p><p>　　信號加入調(diào)制器的IN1端，調(diào)頻率f=1khz，Vcm=30mv峰-峰值， 信號加入調(diào)制器IN2端。</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　1 、分析設(shè)計要求

8、，明確性能指標(biāo)。必須仔細分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　2 、確定合理的總體方案。以電路的先進性、結(jié)構(gòu)的繁簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。</p><p>　　3、.設(shè)計各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設(shè)計。</p><p&g

9、t;　　4、組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。</p><p>　　1.3總體設(shè)計方案框圖</p><p>　　第2章 MC1496模擬乘法器常規(guī)調(diào)幅電路設(shè)計</p><p>　　2.1 MC1496模擬乘法器常規(guī)調(diào)幅電路設(shè)計實驗原理</p><p>　　(一)調(diào)幅波

10、的基本性質(zhì)</p><p>　　1、普通調(diào)幅(全載波調(diào)制)</p><p>　　普通調(diào)幅是用需傳送的信息(調(diào)制信號)去控制高頻載波的振幅，使其隨調(diào)制信號的規(guī)律而變化。</p><p>　　調(diào)幅時，載波的頻率和相位不變，而振幅將隨調(diào)制信號線性變化。若載波信號為，調(diào)制信號為。則普通調(diào)幅波的振幅為：</p><p><b>　　(1)&l

11、t;/b></p><p>　　式中，是一個與調(diào)幅電路有關(guān)的比例常數(shù)。稱為包絡(luò)函數(shù)，它反映了的變化規(guī)律。因此，調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式為</p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　(1)單頻調(diào)制</b></p><p>　　若調(diào)制信號為單頻信號，即，則普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表

12、達式為：</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　式中，為載波分量，不包含有用信息，調(diào)制信號的信息只包含在上下</p><p>　　邊頻內(nèi)。為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度，其值也可由</p><p>　　調(diào)幅波包絡(luò)的最值求出</p><p><b>　　(4)</b&g

13、t;</p><p>　　普通調(diào)幅波的波形如圖1所示。可以看出，已調(diào)幅波的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號一樣。從調(diào)幅波的波形上看出包絡(luò)的最大值和最小值分別為：</p><p>　　普通調(diào)幅時，一般取。如果，將會產(chǎn)生過調(diào)幅失真，其波形如圖2所示。由圖可知，已調(diào)波包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不一樣，不能反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。</p><p>　　圖1普通調(diào)幅波的波形圖</p>

14、<p>　　圖2 過調(diào)制調(diào)幅波形</p><p><b>　　(2)多頻調(diào)制</b></p><p>　　若調(diào)制信號為多頻信號，即</p><p>　　則普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式為：</p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　式中，為對第個調(diào)制

15、信號的調(diào)幅系數(shù)；為載波分量，</p><p>　　有用信息包含在邊帶分量</p><p>　　內(nèi)。實際上，調(diào)制信號是包含多個頻率的復(fù)雜信號，如調(diào)幅廣播所傳送的語音信號頻率約為50Hz至4.5kHZ，調(diào)制后，各個語音頻率產(chǎn)生成對等幅上、下邊頻，迭加后形成上、下邊頻帶。</p><p>　　從頻率角度看，調(diào)幅過程實質(zhì)上是一種頻譜搬移過程。經(jīng)過調(diào)制后，調(diào)制信號的頻譜由低頻

16、被搬移到載頻附近，成為上、下邊頻帶。</p><p>　?。ǘ┘赡M乘法器MC1496</p><p>　　本實驗采用集成模擬乘法器1496來構(gòu)成調(diào)幅器，圖3為1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個四象限模擬乘法器的基本電路。電路采用了兩組差動對由V1—V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對的恒流源又V5與V6組成一級差分電路，因此恒流源的控制電壓可正可負，以此實現(xiàn)了四象限工作。D、V

17、7、V8為差動放大器V5、V6的恒流源。進行調(diào)幅時，載波信號加在V1與V4的輸入端，即引腳的⑧、⑩之間；調(diào)制信號加在差動放大器V5、V6的輸入端，即引腳①、④之間；②、③腳外接1KΩ電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍；已調(diào)制信號由雙差動放大器的兩集電極(即引出腳⑹、⑿之間)輸出。</p><p>　　圖3 1496芯片內(nèi)部電路圖</p><p><b>　　2.2、實驗電路</

18、b></p><p>　　用MC1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器如圖4所示，圖中Rp1用來調(diào)節(jié)調(diào)制信號輸入差放引腳①、④之間的平衡，Rp2用來調(diào)節(jié)載波輸入差放引腳⑧、⑩之間的平衡，三極管V構(gòu)成射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負載的能力。</p><p>　　調(diào)制信號由IN2端輸入，載波信號由IN1輸入，調(diào)幅信號由MC1496引腳⑥輸出，經(jīng)耦合電容C5送至射極跟隨器放大后由OUT端輸出。<

19、/p><p>　　圖4 mc1496構(gòu)成的調(diào)幅器</p><p><b>　　圖5 輸出波形</b></p><p><b>　　2.3電路仿真</b></p><p>　　圖6 調(diào)幅電路仿真圖</p><p>　　圖7 全載波調(diào)幅波形</p><p>　

20、?。?）從圖中可以看出該圖為全載波波形，高頻載波信號的振幅和調(diào)制信號有一樣的變化規(guī)律，也就是載波振幅隨著調(diào)制信號的規(guī)律變化，理論計算已調(diào)幅波的振幅為30%＜1，測量已調(diào)波的峰峰值a=749.3678mv，谷谷值b=403.603mv，根據(jù)公式可得調(diào)幅度M＝（a-b）/（a+b）*100%≈30%測量值符合理論值。</p><p>　?。?）調(diào)整調(diào)制信號幅度大于100mv，其余參數(shù)不變，此時調(diào)幅度M＞1，運行仿真，

21、得到已調(diào)波形如圖8。</p><p><b>　　圖8 過調(diào)幅波形</b></p><p>　　從圖中可以看出，已調(diào)波的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不一樣，產(chǎn)生了嚴(yán)重的包絡(luò)失真，這種情況稱為過調(diào)失真，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免，保證調(diào)幅度在0和1之間。</p><p><b>　　2.4 心得體會</b></p><

22、p>　　通過本次實驗讓我掌握了高頻電子線路的設(shè)計方法，并將其與仿真聯(lián)系起來，理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)我的設(shè)計能力。熟悉Multisim9仿真操作系統(tǒng)，及高頻電子線路課程對我將來會有不少好處，我會用我最大的努力去學(xué)好這門功課，我也會珍惜每一次的課設(shè)的機會，而且通過本次課程設(shè)計使我明白了怎樣使用EWB軟件仿真，如何對參數(shù)的計算及元件的選取，如何對原理框圖的設(shè)計和應(yīng)用，但在設(shè)計中還有很多不足之處，如參數(shù)計算存在誤差，仿真中出現(xiàn)波形失真，不

23、過這都是我今后實踐和學(xué)習(xí)的寶貴經(jīng)驗，以上的不足之處我一定會克服，爭取在今后的實踐中不再出現(xiàn)上述的情況。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 謝嘉奎.電子線路.第四版.高等教育出版社，2000</p><p>　　[2] 李新平.實用電子仿真技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><