乘法器

一．实验要求

1．了解全载波调幅原理和抑制载波双边带调幅原理。 2．了解模拟乘法器MC1496的工作原理及设计方法。

3．了解和掌握用模拟乘法器MC1496构成调幅电路的方法。 4．掌握频谱仪的使用方法频谱仪观察调幅波的谱线结构。 5.掌握用模拟乘法器MC1496构成同步检波电路的方法。 二．预习要求：

1.复习幅度调制器有关知识和模拟乘法器MC1496的工作原理及特点。

2.认真阅读实验指导书，熟悉并分析图4所示的实验电路，了解电路特点，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。

3.分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图

仿真要求：

1.Multisim10中构建电路（仿真参考电路图见高电实验预习指南） 2.观测AM信号和DSB信号的波形及频谱结构

3.改变调制信号和载波信号的幅度，观测波形及频谱变化

4.改变引脚5对地连接电阻，观察输出信号变化，简略说明现象及原因 5.改变负反馈电阻R23大小，观测输出信号变化，简略说明现象及原因 三、实验内容

1、 实现全载波调幅，改变载波及调制信号，观测波形及频谱变化并计算调

制度。

2、 实现抑止载波的双边带调幅波，改变载波及调制信号，观测波形及频谱

变化。

四、实验原理

幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由高频信号源产生的10.7MHz高频信号，5KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。

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离器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。

1)MC1496的内部结构

在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图10-1所示。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。V7、V8为差分放大器V5与V6的恒流源。

图5-1 MC1496的内部电路及引脚图

2）静态工作点的设定 (1)静态偏置电压的设置

静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图10-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即

ν8=ν

10,

ν1=ν4, ν6=ν

6 8 1

12

15V≥ν15V≥ν15V≥ν

(ν(ν

12)－ν8 10)－ν1

(ν

10)≥2V

(ν4)≥2V

(ν4)－ν5≥2V

(2)静态偏置电流的确定

静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。

当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻VR接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流，所以改变VR可以调节I0的大小，即

I0I5VCC0.7VVR500

当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Vee，5脚通过一电阻VR接地，所以改变VR可以调节I0的大小，即

I0I5Vee0.7VVR500

根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般取

I0I51mA。在本实验电路中VR用6.8K的电阻R15代替.

2、mc1496构成的调幅器

C5006GND-8V+12VR5001R5007C5001R5002CC5004C5007R50118P5001GNDC5002Rp500110Rp5002U50016MP5001C5005V5001R5012GND12141234R5008R50095C5008MP5002P5002R5003R5005MP5003C5009P5004C5003R5004R5006R5013R5013'AP5003BGNDP5005GNDGNDGNDGNDGND 图5-2 mc1496构成的调幅器

五、实验仪器

1.双踪示波器2.扫频仪3.频谱仪 4.高频信号发生器5.高频毫伏表6.万用表

7.TPE-TXDZ实验箱（E实验区域：乘法器调幅电路） 六．实验内容及步骤

（一）集成电路(乘法器)构成调制器

1. 直流调制特性的测量

1) 载波输入端平衡调节：在调制信号输入端P5002加入峰值为100mv，频率为5KHz的正弦信号，调节Rp5001电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。

2) 在载波输入端P5001加峰值为30mv，频率为10.7MHz的正弦信号，用

万用表测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，以VAB=0.1V为步长，记录RP5002由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式 VO=KVABVC(t) 计算出系数K值。并填入表5.1。 VAB VO（P-P） K

2. 实现全载波调幅

1) 调节RP5002使VAB=0.1V，载波信号仍为VC(t)=10sin2π×10.7×106t(mV)，将低频信号Vs(t)=VSsin2π×104t(mV)加至调制器输入端P5002，画出VS=30mV和100mV时的调幅波形(标明峰一峰值)并测出其调制度m。并画出已调信号的频谱结构。

2) 载波信号VC(t)不变，将调制信号改为VS(t)=100sin2π×104t(mV)调节RP5002观察输出波形VAM(t)的变化情况及频谱结构变化，记录m=30%， m=50%， m=100%和m>100%调幅波波形(标明峰一峰值)和频谱结构。

3) 载波信号VC(t)不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB=0V、0.1V、0.15V时的已调波波形(标明峰一峰值)及频谱结构。

4）增加载波信号幅度且m<100%，当出现载波失真时，观测已调波形(标明峰一峰值)及频谱结构。

3. 实现抑制载波调幅

1) 在载波信号输入端P5001加VC(t)=30Sin2π×105t(mV) 信号，调制信号端P5001不加信号，调RP5002使调制端平衡，使输出端信号最小。

2) 载波输入端不变，调制信号输入端P5001加VS(t)=100sin2π×

3

10t(mV) 信号， 观察记录波形(标明峰一峰值)及频谱结构。 3) 加大示波器扫描速率，观察记录已调波在零点附近波形，比较它与m=100%时AM信号的区别。

4) 所加载波信号和调制信号均不变，微调RP5001为某一个值，观察记录输出波形。

七．实验报告要求

1.整理实验数据，画出直流调制特性曲线。

2.画出调幅实验中m=30%、m=100%、m＞100%的调幅波形，在图上标明峰一峰值电压。

3.画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。

4.画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。

5.分析MC1496内部三极管工作于小信号放大状态原因；分析静态电流过大或过小时对由MC1496构成调幅电路的影响；分析负反馈电阻过大或过小时对MC1496构成调幅电路的影响。

表5.1