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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学高频电子线路高频电子线路课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目： 乘法器常规调幅电路设计乘法器常规调幅电路设计 院（系）：院（系）：工程学院工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 教师职称：教师职称： 起止时间：起止时间： 本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：通信工程教研室学 号学生姓名专业班级课程设计题目乘法器常规调幅电路设计课程设计（论文）任务设计内容：1采用乘法器常规调幅，并对已调波进行放大 10 倍2用 EWB 仿真，能
2、够观察输入输出波形。设计参数：输入信号频率 15000HZ，电压 500mV 左右，调幅系数为 0.5，输入信号载波频率 10000HZ，载波电压为 100mV，放大倍数 10 左右。设计要求：1分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电
3、路，并标出必要的说明。指导教师评语及成绩平时成绩（20%）： 答辩成绩（30%）： 论文成绩（50%）： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）II摘 要随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。关键词：集成模
4、拟乘法器；二极管；三极管；滑动变阻器本科生课程设计（论文）III目 录第 1 章 绪论 .11.1 乘法器常规调幅电路的概况.11.2 设计的要求及技术指标.1第 2 章 乘法器常规调幅电路设计 .22.1 设计方案论证.22.2 总体设计方案框图及分析.22.3 乘法器常规调幅电路设计.3第 3 章 乘法器常规调幅电路整体电路设计 .53.1 乘法器常规调幅整体仿真电路图.53.2 乘法器常规调幅电路参数计算.63.3 电路仿真波形 .73.4 电路仿真结果分析.83.5 电路性能分析.9第 4 章 课程设计总结 .10参考文献 .11附录：元器件清单 .12本科生课程设计（论文）0第 1
5、章 绪论1.1 乘法器常规调幅电路的概况用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和解调电路， ，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y 输入端；作解调时，同步信号加到 X 输入端，已调信号加到 Y 输入端。调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。1.2 设计的要求及技术指标设计参数：输入信号频率 15000HZ，电压 500mV 左右，调幅系数为 0.5，输入信号，载波频率 10000HZ，载波电压为 100mV，放大倍数 10 左右。设计要求：1.分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标
6、及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2.确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3.设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。本科生课程设计（论文）1第 2 章 乘法器常规调幅电路设计2.1 设计方案论证作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到 Y 输入端；作解调时，同步信号加到 X 输入端，已调信号加到 Y 输入端。调试时，首先检查器件各管脚直流电位应
7、符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。还需注意：（1）Y 端输入信号幅度不应超过允许的线性范围，其大小与反馈电阻 RY有关，否则输出波形会产生严重失真；（2）X 端输入信号可采用小信号（小于 26mV）或者大信号（大于 260mV） ，采用大信号可获得较大的调幅或解凋信号输出。信息传输系统中，调制是用以实现电信号远距离传输及信道复用的重要手段。由于低频信号不能实现远距离传输，若将它装载在高频信号上，就可以进行远距离传输，当使用不同频率的高频信号，可以避免各种信号之间的干扰，实现多路复用。 2.2 总体设计方案框图及分析本科生课程设计（论文）2x AMxyyVxVyVo图 2.1 乘法器工
8、作原理集成模拟相乘器是通用的集成器件，广泛应用于信号处理，通信，自动控制等领域，它的电路如下图。有两个输入端口（X 和 Y） ，输入电压分别为 Vx 和Vy；一个输出端口，输出电压为 Vo。在理想的情况下：Vo=AmVxVy其中，Vx 和 Vy 极性是任意的，可正可负，因而又将这种相乘器称为四象限相乘器。2.3 乘法器常规调幅电路设计本科生课程设计（论文）3图 2.2 乘法器常规调幅电路设计为使 Vx 和 Vy 在任意极性均能正常工作，实现四象限均可乘，可采用双平衡乘法器。上图为根据双平衡模拟相乘器基本原理制成的单片集成模拟乘法器MC1596 内部电路图。MC1596 相乘器用 VT7,VT8
9、,V0 及相应的电阻等组成多路电流源电路，VT7,VT8 分别给 VT5,VT6 提供恒流电流，R 为外接电阻。另外，由 VT5,VT6 两管的发射极引出接线端 2 和 3，外接电阻 Ry，利用 Ry 的负反馈作用可以扩大输入电压 V2 的动态范围。电路满足深度负反馈条件，于是 V2=VBE5+ieRy-VBE6 上式可简化为 V2= ieRy而 i5-i6=2ie=2V2/Ry此时 V2 允许的最大动态范围通常把 8，10 端称为 X 输入端，输入参考电压为 V1；4，1 端称为 Y 输入端，输入参考电压为 V2。y0 y0 222RIVRI本科生课程设计（论文）4第 3 章 乘法器常规调幅
10、电路整体电路设计3.1 乘法器常规调幅整体仿真电路图图 3.1 乘法器常规调幅整体仿真电路图本科生课程设计（论文）5根据乘法运算的代数性质，乘法器有四个工作区域，由它的两个输入电压的极性来确定，并可用 X-Y 平面中的四个象限表示。为使 Vx 和 Vy 在任意极性均能正常工作，实现四象限均可乘，可采用双平衡乘法器。上图为根据双平衡模拟相乘器基本原理制成的单片集成模拟乘法器 MC1596 内部电路图。MC1596 相乘器用 VT7,VT8,V0 及相应的电阻等组成多路电流源电路，VT7,VT8 分别给VT5,VT6 提供恒流电流，R 为外接电阻。另外，由 VT5,VT6 两管的发射极引出接线端
11、2 和 3，外接电阻 Ry，利用 Ry 的负反馈作用可以扩大输入电压 V2 的动态范围。3.2 乘法器常规调幅电路参数计算设低频信号 U 和高频载波信号分别为：U= Umcost =Umcos2Ft Uc=Ucmcosct=U cmcos2Fct 式中，F 为输出信号频率，Fc 为载波频率，为简化分析，设两者波形的初相角均为零。将 Uc 和 U 分别输入模拟乘法器的 X 和 Y 输入端，Uyq 为一固定的直流电压，要求 UyqUm。由此可得输入端总的输入电压为：Uy= Uyq+Umcost因此，模拟乘法器的输出电压U0=K UxUy=K(Uyq+ Umcost) Ucmcosct.。= KUy
12、qUcm(1+Ucmcost/Uyq) cosct.= KUyqUcm(1+Macost) cosct.式中 Ma 为调幅系数，已知调幅系数为 0.5，Um=500Mv ,F=15000Hz, Ucm=100Mv.Fc=10000Hz.U0=KUUc=K0.05cos215000tcos210000t=0.5K0.05cos2(15000+10000)t+cos2(15000-10000)t本科生课程设计（论文）6又因为要求对输出波形放大 10 倍，所以 K 我们取 10，所以U0=0.25cos(50000t)+ cos(10000t)3.3 电路仿真波形输入信号仿真波形：图 3.2 输入信
13、号仿真波形载波信号输入仿真波形：本科生课程设计（论文）7图 3.3 载波信号输入仿真波形输出信号仿真波形：本科生课程设计（论文）8图 3.4 输出信号仿真波形3.4 电路仿真结果分析单频信号调幅后的高频已调波，由幅度为 Ucm、角频率为 c 的载频和两个幅度一样、角频率分别为(c+ )、(c-)的边频所组成，(fc+F)称上边频、(fc-F)称下边频，它们对称地排列在载频的两侧，相对于载频的位置仅取决于调制信号的频率。显然，载波分量并不包含信息，调制信号的信息只包含在上、下边频分量内，边频的幅度反映了调制信号幅度的大小，边频的频率虽属于高频的范畴，但反映了调制信号频率的高低。由于载波本身并不包含信息，因此为了提高设备的功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边带调幅。本科生课程设计（论文）93.5 电路性能分析1. 集成模拟乘法器是实现两个模拟量相乘功能的器件它是另一类使用很广泛的模拟集成电路，但它属于非线性模拟集成电路，对于理想乘法器，其输出电压与在同一时刻的两个输入电压瞬时
