集成电路模拟乘法器的应用.docx

课程设计任务书题目 专业、班级—学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等：一．主要内容用集成模拟乘法器 MC1496 设计调幅器和同步检波器 二．基本要求1：电源电压 12v 集成模拟乘法器 MC1496载波频率 f =5MHZ 调制信号频率 f =1KHZc Q2：完成课程设计说明书，说明书应含有课程设计任务书，设计原 理说明，设计原理图，要求字迹工整，叙述清楚，图纸齐备3：设计时间为一周三．主要参考资料1:李银华 电子线路设计指导 北京航天航空大学出版社 2005.62:谢自美 电子线路设计・实验•测试 华中科技大学出版社 2003.103:张肃文 高频电子线路 高等教育出版社2004.11完成期限：—指导教师签名： 课程负责人签名： 年 月日目录第一章mcl496的介绍第一节 模拟乘法器的内部结构及原理……………………4第二节 mc1496 的引脚图及其功能…………………………5第三节 mc1496 的内部结构及原理…………………………6第二章mc1496构成调幅器第一节 调幅器的基本介绍…………………………………10 第二节 振幅调制器的原理图………………………………12 第三节 振幅调制器的数据说明……………………………14 第三章 mc1496 构成同步检波器第一节 同步检波器的基本介绍……………………………14第二节 振幅同步检波器的原理图…………………………15 第三节 振幅同步检波器的数据说明………………………16 第四章 设计体会……………………………………………… 18 主要参考文献 振幅调制器的原理图振幅同步检波器的原理图摘要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集成模 拟乘法器MC1496是目前常用的平衡调制/解调器它的典型应用包括乘、 除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频、动态增益控 制等调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频 振荡的振幅按调制信号的规律变化把调制信号和载波同时加到一个非 线性元件上经过非线性变换电路，产生新的频率成分，再利用一定带宽 的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅调制器主要由三部分构 成：高频振荡器（产生 5MH 的正弦信号）、正弦 RL 信号发生器（产生 1KH 的正弦信号）、 mc1496 构成的振幅调制部分检波是从调幅波中取出低频信号的解调过程它主要也由三部分组 成：形成本地载波信号、mcl496构成的同步检波部分，LC二阶低通滤波 器我们可用框图概括调制——解调的过程：第一章 mc1496 的介绍第一节 模拟乘法器的内部结构及原理说明：VT1、VT2与VT3、VT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成的 单差分放大器用以激励VT1~VT4VT7、VT8及其偏置电路组成差分放大 器VT5、VT6的恒流源。

由单差分式模拟乘法器可知：v = Kvv（K为常数）0 11 2 1T T是一对差分放大器，作为上述两对放大器的电流源；T则作5 6 7 为 T T 的电流源， T 与 T 组成景象电流源5 6 7 8在这里，只要在v、v中其中有一个为零，那么就会导致输出v为零这是因为在TT中激起大小相等，相位相反的集电极交流电流ic1=1 + A icic3=IcAi ，ic=ic1+ic3 =2 I ，通过的总电流最c56终只有直流部分，同理通过的总电流也为 2 I ，所以输出电压等于c0同理，可得当时，输出v =0所以只有当v、v都不为o时，令^1 = V1 m cos ° 0t ，=V2m cos匚⑴=Kv.(r)vn(/) = K/益第二节 mc1496 的引脚图及其原理一． mc1496 的引脚及内部结构MC1496 是目前常用的平衡调制/解调器它的典型应用包括乘、除、 平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频、动态增益控制等 它内部电路含有 8 个有源晶体管，有两个输入端 VX、VY 和一个输出端 VO一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY,而实际上输出存在着各种误差， 其输出的关系为：VO=K(VX +VXOS)(VY+VYOS) +VZOX。

MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器 其内部电路和引脚如图 2-l(a)(b)所示其中VT、VT与VT、VT组成双差分放大器，VT、VT1 2 3 4 5 6组成的单差分放大器以激励VT〜VTVT、VT及其偏置电路组成VT、1 4 7 8 5叫的恒流源Signal Input10 OuGain Adjust213Gain Adjust312Signal Input411BiasACOutputea7QOutputN/CCarrier InputN/CInput CarrierVeeN/C1：SIG+信号输入正端2: GADJ 增益调节端3：GADJ增益调节端4: SIG- 信号输入负端5：BIAS偏置端6: OUT+ 正电流输出端7:NC 空脚8: CAR+ 载波信号输入正端9:NC 空脚10: CAR- 载波信号输入负端11: NC 空脚12: OUT- 负电流输出端13: NC 空脚14: V- 负电源第三节 mc1496 的内部结构及原理和特性—.mc1496内部结构6、：「一一：11U1 IE11 []R2KI殆10找波输入 勺1 i阖制龄入 卫 2 KEtl!册別愉入4 o 按 Rt 3戒波淀入8 --p -+VCC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vl,(l)、⑷脚间接另一路输入v2，⑹、(⑵脚 分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V 上,并从⑹、(⑵脚间取输出vo ⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt⑸脚到地之间接电阻RB,它决定了恒流源 电流17、18的数值，典型值为6.8kO°(14)脚接负电源8V⑺、⑼、(11)、 (13)脚悬空不用由于两路输入vl、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vlWVT (26mV)时，方有: 才是真正的模拟相乘器二.mc1496的特性（一）.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2-1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V 二V ,8 10v =v , v =v1 4 615V$v(v)-v(v ) 22V6128 1015V$v(v)-v(v )$2V8101415V$v1(v)- v4522V（二）静态偏置电流的确定 静态偏置电流主要由恒流源 I 的值来确定。

0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I是I的镜像电流，所以改变V可以调节I的大小，即0 5 R 0V - 0.7VI U I = - CC-0 5 V + 500R当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-V，5脚通过一电阻Vee R接地，所以改变 V 可以调节 I 的大小，即R0V - 0.7VI U I 二一ee 0 5 V + 500R根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于 4mA，一般取I u I = 1mA05（三）mc1496模拟相乘器主要特性参数理想的相乘器，当加入信号后，其输出端只应有乘积信号，而单个输入信号将被全部抑制掉但由于制造工艺和材料的限制，实际的相乘器内部器件不可能完全一致，因而在输出端难免存在着一定的漏信号对漏信号的抑制能力，常用载漏抑制度和信漏抑制度来衡量1.MC1496 主要参数（TA二 25°C）参数名称/ 单位条件MC1496载波馈 入（载 漏）/m vV =60mV（正弦）f=lkHz f=10MHzc c c40140/mVV=300mV（方波）f=lkHz f =10MHzc c c0.0420载波抑制/dBf=10kHz V =300mV f =500kHzs s cV =60mV （正弦）c65带宽/MHzR=50QL0~300信号信道电压 增益V/Vf =10kHz U=100mVs sV -V = 0.5V10 83.5输入阻抗/ kQ200信号信道输出 电阻/kQ40共模输入电压 范围/V8共模抑制比 /dB-85功耗/mW332. 载漏抑制度 CFT它是指调制信号电压V=o,只加载波输入信号时，该载波信号电压VQ c与输出漏载波电压V之比值，常用分贝数表示，即oCFT（dB） =信漏抑制度SFT它是指载波电压V=0，只加调制输入信号时，该调制c信号电压V与输出漏调制电压V之比值，即Q oSFT（dB） = 20lg 吒3. MC1496 外接直流偏置的估算方法MC1496 可以采用单电源，也可以采用双电源供电，其直流偏置由外接元件来实现。

首先确定偏置电流I，通常I取值小于5mA, 一般取I =lmA5 5 5片脚5端的外接电阻R可由下式定：5式中，V是二极管正向压降，一般为0.7V左右如果是双电源供电，片D脚5通过R接地；如果单电源供电，片脚14接地，用R所接的电源值55代替到|V |中去14四组偏置电压应满足下列关系:（V， V） > （ V， V） > （ V， V） >0 V< 06 12 8 10 1 4 14此外，还应保证各个晶体管的集-基极间电压大于或等于2V,小于或等于最大允许工作电压一般令 V =V, V=V, V=V,6 12 8 10 1 415V$(V , V )并(V , V ) $2V6 12 8 1015V$(V , V )并(V , V 22.7V8 10 1 4)15V2(V , V)并 V 22.7V1 4 5第二章 mc1496 构成调幅器第一节 振幅调制器的基本介绍所谓调制, 就是用调制信号去控制高频载波的参数, 使载波信号 的某一个或几个参数(振幅、 频率或相位)按照调制信号的规律变化根据载波受调制参数的不同, 调制分为三种基本方式, 它们是振 幅调制(调幅)、频率调制(调频)、相位调制(调相)，分别用AM、 FM、PM表示，还可以有组合调制方式。

振幅调制与实现方法(1) 振幅调制:所振幅调制与实现。