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实验七集成电路模拟乘法器应用
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、实验仪器
1、混频、调幅(乘法器) 正弦振荡器 DYT3000GP-01
2、检波鉴频乘法器 DYT3000GP-04(右)
3、高频信号发生器 DYT3000GP-06
4、频率计 DYT3000GP-08
5、低频信号源 DYT3000GP-09
6、双踪示波器一台
7、频率特性扫频仪(选项) 一台
三、实验原理及电路
1、集成模拟乘法器
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、鉴相等调制与解调等过程,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离器件如二极管和三极管要简单的多,而且性能优越,所以在无线通信、广播电视等方面得到广泛应用。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。本实验介绍MC1496集成模拟乘法器。
图7-1 MC1496引脚图
MC1496为双平衡四象限模拟乘法器,引脚如图7-1所示。引脚8与10接输入载波信号UX,引脚1与4接输入调制信号Uy,输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3可外接电阻RE,扩展调制信号Uy的线性动态范围。引脚14为负电源端(双电源供电时)或接地端(单电源供电时),引脚5外接电阻R5,调节偏置电流及镜像电流。
2、基本工作原理
、双边带、单边带振幅调制
若高频载波信号为,低频调制信号为,调幅信号为

1、乘积型相位鉴频
鉴频是调频的逆过程,广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。鉴频原理是:将调频波经过线性移相网络变换成调频-调相波,再与原调频波在相位检波器相加进行鉴频。因此实现鉴频的核心部件是相位检波器。
利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波,基本原理是:在乘法器的一个输入端输入调频波波式中,为调频系数,其中为调制信号频偏。另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波:
(7-20)
式中,—移相网络的相频特性。此时乘法器输出为
(7-21)
式中,第1项为高频分量,被低通滤波器滤掉。第2项是所需要的频率分量,只要线性移相网络相频特性在频率变化范围内是线性,当|,。因
此鉴频器的输出电压uo(t)的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同,从而实现了相位鉴频。所以相位鉴频器的线性鉴频范围受到移相网络相频特性的线性范围的限制。
2、鉴频特性
相位鉴频器的输出电压U0与调频波瞬时频率f的关系称为鉴频特性,其特性曲线(或称S曲线)如图7-7所示。鉴频器的主要性能指标是鉴频灵敏度sd和线性鉴频范围2△fmax。sd定义为鉴频器调频波单位频率变化所引起的输出电压的变化量,通常用鉴频特性曲线u0-f在中心频率f0处的斜率来表示,即
(7-22)
2△fmax定义鉴频器不失真解调调频波时所允许的最大频率线性变化范围,2△fmax可在鉴频特性曲线上求出。
3、乘积型相位鉴频器
用MC1496构成的乘积型相位鉴频器电路如图7-