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基于模拟乘法器芯片MC1496的调幅与检波电路设计与实现

来源:用户分享 时间:2025/5/18 11:16:05 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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?K0Ugm?An[cos(nwx?wy)t?cos(nwx?wy)t](n为奇数) ()

n?1?输出信号U0中包含wx?wy、3wx?wy、5wx?wy………(2n?1)wx?wy等频率分量。 2) 接入负反馈电阻

由于RE的接入,扩展了Uy的线性动态范围,所以器件的工作状态主要由Ux决定,分析表明:

a、当Ux为小信号??26mV?时,输出电压U0可表示为

U0?RL1UxUy?KEUxmUym[cos(wx?wy)t?cos(wx?wy)t] () REUT2式中: KE?RL () REUT式()表明,接入负反馈电阻RE后,Ux为小信号时,MC1496近似为一理想的乘法器,输出信号U0中只包含两个输入信号的和频与差频。

b、当Ux为大信号??100mV?时,输出电压U0可近似表示为

U0?2RLUy RE上式表明,Ux为大信号时,输出电压U0与输入信号Ux无关。 MC1496构成的振幅调制器电路如图3所示。其中载波信号经高频耦合电容C1从10脚输入,C3为高频旁路电容,使8脚接地。调制信号经低频耦合电容C2,从1脚输入。调幅信号从12脚单端输出。R12可以调节ma的值,也可以是电路对称,减小载波信号输出。器件采用双电源供电方式,所以5脚的偏置电阻R5接地。

项目设计内容 普通调幅电路设计:

①用模拟乘法器实现单频调幅 普通条幅波的实现框图:

根据上面的引脚图,作出如下设计:两输入端8和10脚直流电

位均为6V,可作为载波输入通道;Y通道两输入端1和4脚之间有外接调零电路;输出端6和12脚外可接调谐于载频的带通滤波器;2和3脚之间外接Y通道负反馈电阻R8。若实现普通调幅,可通过调节10kΩ电位器RP1使1脚比4脚高,调制信号与直流电压叠加后输入Y通道,调节电位器可以改变Vy的大小,即改变指数Ma; 若实现DSB调制,10kΩ电位器RP1使1、4脚之间直流等电位,即Y通道输入信号仅为交流调制信号。为了减小流经电位器的电流,便于调零准确,可加大两个750Ω电阻的阻值,比如各增大10Ω。

MC1496线性区好饱和区的临界点在15-20mV左右,仅当输入信号电压均小于26mV时,器件才有良好的相乘作用,否则输出电压中会出现较大的非线性误差。显然,输入线性动态范围的上限值太小,不适应实际需要。为此,可在发射极引出端2脚和3脚之间根据需要接入反馈电阻R8=1kΩ,从而扩大调制信号的输入线性动态范围,该反馈电阻同时也影响调制器增益。增大反馈电阻,会使器件增益下降,

但能改善调制信号输入的动态范围。

MC1496可采用单电源,也可采用双电源供电,其直流偏置由外接元器件来实现。

1脚和4脚所接对地电阻R5、R6决定于温度性能的设计要求。若要在较大的温度变化范围内得到较好的载波抑制效果,R5、R6一般不超过51Ω;当工作环境温度变化范围较小时,可以使用稍大的电阻。 5脚电阻R7决定于偏置电流I5的设计。I5的最大额定值为10mA,通常取1mA。

由图可看出,当取I5=1mA,双电源(+12V,-8V)供电时,R7可近似取Ω。

输出负载为R15,亦可用L2与C7组成的并联谐振回路作负载,其谐振频率等于载频,用于抑制由于非线性失真所产生的无用频率分量。VT1所组成的射随器用于减少负载变化和测量带来的影响。下面是实验电路图:

由于实验要求中输出信号为5V以上,即为大信号,如果用原来的电路会造成波形失真,所以需要设计带通滤波器。带通滤波器(band-pass filter)是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。

检波电路的设计

同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。利用模拟乘法器的相乘原理,实现同步检波是很方便的,其工作原理如下:在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号,另一输入端输入同步信号(即载波信号),经乘法器相乘,由上式可得输出信号U0(t)为

下面是同步检波器的框图:

检波的物理过程如下:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电

容器C充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流iD很大,使电容器上的电压υc很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如左图所示。

理想情况下,峰值包络检波器的输出波形应与调幅波包络线的形状完全相同。但实际上二者之间总会有一些差距,亦即检波器输波形有某些失 真。本实验可以观察到该检波器的两种特有失真:即惰性失真和负峰切割失真。

惰性失真是由于负载电阻R与负载电容C选得不合适,使放电时间常数RC过大引起的。惰性失真又称对切割失真,如左下图所示。

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