基于模拟乘法器MC1496的调幅电路设计.docx
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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m<1和m>1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,0 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=1 M<1 m>1 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=1 M=1 M<1 1、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m<1、m=1及m>1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
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- 基于 模拟 乘法器 MC1496 调幅 电路设计