青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院航海系 張 穎

基于MC1496的振幅調(diào)制、同步檢波電路的實(shí)現(xiàn)與仿真

青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院航海系 張 穎

本文分析了一種基于集成模擬乘法器MC1496的振幅調(diào)制電路、同步檢波電路，具體給出了偏置電流和偏置電壓。詳細(xì)介紹了抑制載波以及有載波的調(diào)幅實(shí)現(xiàn)過程，電路的同步檢波實(shí)現(xiàn)過程，并利用multisim仿真軟件對(duì)結(jié)果做了仿真分析，調(diào)制和檢波波形正確清晰。

MC1496；調(diào)制；檢波

1.引言

集成模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量(電壓或電流)相乘的電子器件。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)比采用分立器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越。目前在無線通信、廣播電視等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。集成模擬乘法器的常見產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。本文主要分析了一種利用MC1496實(shí)現(xiàn)的振幅調(diào)制以及同步檢波電路，給出了具體的靜態(tài)偏置電流和偏置電壓，給出了具體的調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)頻率，并給出了multisim仿真波形。

2.基于MC1496集成模擬乘法器的振幅調(diào)制、同步檢波電路

2.1 MC1496特性分析

MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器，由互補(bǔ)雙極性工藝制作而成，它具有以下優(yōu)良特性：四個(gè)獨(dú)立輸入通道，四象限乘法信號(hào)，電壓輸入電壓輸出，乘法運(yùn)算無需外部元件，電壓輸出：W＝(X×Y)/2.5V，其中X或Y上的線性度誤差僅為0.2%，具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性，溫度漂移小于0.005%/℃，模擬輸入范圍為±2.5V，采用±5V電壓供電，點(diǎn)噪聲電壓僅為0.3μV/Hz，Y通道總諧波失真噪聲僅為0.02%的，四個(gè)8MHz通道的總靜止功耗僅為150mW，工作溫度范圍為－40℃～＋85℃。

乘法器的內(nèi)部非線性是器件的固有誤差。它指的是所有成對(duì)輸入值的實(shí)際輸出與理想的線性理論輸出值之間的差值。其定義是在完全沒有電流誤差時(shí)，誤差量與滿刻度的百分比。在最壞的情況下，MC1496的X輸入端的最大非線性也小于0.2%，Y輸入端的最大非線性僅為0.06%。因此，在應(yīng)用于調(diào)制解調(diào)器時(shí)，最好將載波信號(hào)由X輸入端輸入，而實(shí)際信號(hào)也就是調(diào)制信號(hào)由Y輸入端輸入。

2.2 振幅調(diào)制電路

表1

圖1 MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器

圖2 MC1496構(gòu)成的同步檢波器

圖3 振幅調(diào)制電路有載波輸出波形

圖4 同步檢波輸出波形

由MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器電路如圖1所示。

其中載波信號(hào)UC經(jīng)高頻耦合電容C2從Ux端輸入，C3為高頻旁路電容，使8腳接地。調(diào)制信號(hào)U0經(jīng)低頻耦合電容C1從Uy端輸入，C4為低頻旁路電容，使4腳接地。調(diào)幅信號(hào)U0從12腳單端輸出。器件采用雙電源供電方式，分別接入+12V和-8伏直流電源，所以5腳的偏置電阻R5接地，器件的靜態(tài)偏置電流I5或I0，即：

腳2與3間接入負(fù)反饋電阻ER，以擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的ΩU的線性動(dòng)態(tài)范圍，ER增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減少。

電阻R6、R7、R8及RL為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)，所以阻值的選取應(yīng)滿足式(2)的要求。對(duì)于圖2所示電路參數(shù)，測(cè)量器件的靜態(tài)(Uc=0，UΩ=0)偏置電壓為：

R1、R2與電位器RP組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變RP可以使乘法器實(shí)現(xiàn)抑制載波的振幅調(diào)制，操作過程如下：

2.3 同步檢波電路

MC1496模擬乘法器構(gòu)成的同步檢波解調(diào)器電路如圖2所示。

其中ux端輸入同步信號(hào)或載波信號(hào)uC，uy端輸入已調(diào)波信號(hào)us。輸出端接有由R11與C6、C7組成的低通濾波器及隔直電容C8，所以該電路對(duì)有載波調(diào)幅信號(hào)及抑制載波的調(diào)幅信號(hào)均可實(shí)現(xiàn)解調(diào)。

2.4 仿真結(jié)果

利用multisim仿真得到的有載波調(diào)幅波波形如圖3所示，檢波波形如圖4所示。圖中調(diào)幅波的調(diào)制度 =0.2，產(chǎn)生的為普通調(diào)幅波。檢波周期為1.002ms，檢波頻率為1KHz，剛好為輸入的調(diào)制信號(hào)，說明檢波電路成功解調(diào)出調(diào)制信號(hào)。

3.結(jié)束語

本文分析了集成模擬乘法器MC1496實(shí)現(xiàn)的振幅調(diào)制電路和檢波電路，利用Multisim對(duì)電路進(jìn)行了仿真，由于是理想化的模擬過程，沒有真實(shí)電路環(huán)境的干擾和影響，因而實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較準(zhǔn)確。同時(shí)可通過改變參數(shù)對(duì)電路性能進(jìn)行快速準(zhǔn)確地分析，達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果。仿真的過程能夠很好的加深學(xué)生對(duì)振幅調(diào)制及檢波電路原理的理解，是高頻電子線路(非線性電子線路)課程課堂教學(xué)很好的資源。同時(shí)，利用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制電路，同步檢波電路比采用分立器件簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，模擬乘法器具有工作頻帶寬、溫度穩(wěn)定性好、運(yùn)算精度高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于大型無線電收發(fā)信機(jī)。隨著近幾年電子元件制作工藝越來越精湛，調(diào)制與解調(diào)在通信領(lǐng)域必將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。

[1]申功邁,鈕文良.高頻電子線路[M].西安科技大學(xué)出版社,2008:2.

[2]吳慎山.高頻電子線路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].電子工業(yè)出版社,2006:6.

[3]陽昌漢.高頻電子線路[M].高等教育出版社,2006.

[4]王冠華.Multisim10電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2008.