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实验四. 模拟乘法器应用实验
模拟乘法器是一种利用晶体管的非线性特性,经过电路上巧妙安排,在输出中把两路输入信号抵消掉仅保留由非线性产生的两路输入信号的乘积项,从而获得良好的乘积特性的集成器件。其用途广泛,除用于各种频率变换:如平衡调制、混频、倍频、同步检波、鉴频、鉴相、自动增益控制等电路外,还可与放大器结合完成许多数学运算。常用的模拟乘法器有双差分模拟乘法器MC1496、MC1596,四象限模拟乘法器BG314及超高频四象限乘法器A0834等。
实验任务与要求
实验目的
(1)了解模拟乘法器的工作原理
(2)学会利用模拟乘法器完成平衡调制、混频、倍频、同步检波、鉴相及鉴频等功能。
实验仪器
高频信号发生器 QF1055A 一台;
超高频毫伏表 DA22A 一台;
频率特性测试仪 BT-3C 一台;
直流稳压电源 HY1711-2 一台;
数字示波器 TDS210 一台.
实验任务与要求
基本实验的实验线路及说明
实验电路如图1所示。该电路可用来实现普通调幅、平衡调制、混频、倍频、同步检波等功能。图中RL为负载电阻,RB是偏置电阻,RE是负载反馈电阻,RW和R1、R2组成平衡调节电路,调节RW,可使1、4两脚的直流电位差为零,从而满足平衡调幅的需要,若1、4脚直流电位差不为零,则1、4输入包括调制信号和直流分量两部分,此时可实现普通调幅波,电感L1和C1、C2组成BPF以混频输出所需的465KHz中频信号,同步检波可用前边的限幅器(未给处)和模拟乘法器及低通滤波器(L2 C3 C4)构成。
:振幅调制、混频等
基本命题
,所有实验先进行计算机仿真,研究载波、调制信号大小及频率变化,直流分量大小对已调信号的影响。
。分别加入fx=500KHz,Ux=50mV,fy=10KHz,Uy=。
a:保持Ux(t)不变,改变Uy值:50mV、100mV、150mV、200mV、250mV时,观察Uo(t)的变化,并作出m~Uy(t)关系曲线(*m指以调信号的调幅系数测试时可用公式m=(A-B)/(A+B))
b:保持Uy(t)不变,fy由小到大变化时,输出波形又如何变化?
。
:将乘法器y输入端接地,即Uy(t)=0,x输入端加入fx=500KHz,Ux=50mV的输入信号,调电位器RW使Uo(t)=0。
b分别加入fx=500KHz,Ux=50mV;fy=50KHz,Uy=200mV的信号时,微调RW即可得到平衡的双边带信号,描绘Uo(t)的波形,要特别注意调制信号过零时载波倒相现象。
(t)不变,使Uy(t)由小到大变化,观察Uo(t)的变化,记下变化结果,并测出最大不失真的Uo(t)所对应的Uy(t)的大小。
(t)不变,fy变化时Uo(t)变化情况如何?
:调整模拟乘法器仍工作在平
衡状态,在x输入端和y输入端同时加fi=200KHz,
Ui=50mV信号,微调Rw,用示波器双踪观察Uo(t)
和Ui(t)的关系,即有fo=2fi
:在乘法器输入端分别加入fx=565KHz,Ux=50mV和fy=100KHz,Uy=,在乘法器输出端接入465KHz的带通滤波器,使可得到两信号的差频输出,实现混频作用,记录输出波形及频率值。
6. 用MC1596实现同步检波:按原理电路(图1)连接,当输入端加入调幅波信号时,该信号载波频率为500KHz,大小为50mV,调制频率为1KHz,m=30%时,分别观察图中A、B、C及输出Uo(t)的波形。
扩展命题
1. 用模拟乘法器实现鉴频:实验电路如图2。输入信号Us其载频fc=,调制频率F=1KHz,频偏Δfm=75KHz,=40mV,观察Uo(t),(本实验用扫频仪进行),扫频仪的使用请参考本章第一节相关内容。图2给出的是用模拟乘法器MC1596实现的相位鉴频电路。其中C1与并联谐振回路LC共同组成线性移相网络,将调频波的瞬间时频率变化转变为瞬时相位的变化(即FM波变为FM-PM)。MC1596的作用是将FM波与FM-PM波相乘,输出端接集成的差分放大器将双端输出变为单端输出,再经RC构成的LPF输出。
模拟乘法器应用电路二:鉴频器