模拟乘法器的应用
——低电平调幅
一、实验目的
1、掌握集成模拟乘法器的工作原理及其特点
2、进一步掌握集成模拟乘法器（MC1596/1496）实现振幅调制、同步检波、混频、倍频的电路调整与测试方法
一、实验内容
1、普通振幅调制
2、用模拟乘法器实现平衡调制
三、实验仪器
低频信号发生器高频信号发生器频率计稳压电源万用表示波器
四、实验原理
1、MC1496/1596 集成模拟相乘器
集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一，是一种多用途的线性集成电路。
可用作宽带、抑制载波双边带平衡调制器，不需要耦合变压器或调谐电路，还可作为高性能的SSB乘法检波器、AM调制解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等，它与放大器相结合还可以完成许多数学运算，如乘法、除法、乘方、开放等。
MC1496的内部电路继引脚排列如图所示
MC1496型模拟乘法器只适用于频率较低的场合，一般工作在1MHz以下的频率。
双差分对模拟乘法器MC1496/1596的差值输出电流为
MC1595是差值输出电流为
式中，为乘法器的乘法系数。
MC1496/1596使用时，VT 1至VT 6的基极均需外加偏置电压。
2.乘法器振幅调制原理
X 通道两输入端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R 8。
若实现普通调幅，可通过调节10k Ω电位器RP 1使1脚电位比4脚高错误！未找到引用源。
，调制信号错误！未找到引用源。
与直流电压错误！未找到引用源。
叠加后输入Y 通道，调节电位器可改变错误！未找到引用源。
的大小，即改变调制指数M a ；若实现DSB 调制，通过调节10k Ω电位器RP 1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R 8=1k Ω，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R 5、R 6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（如全温度范围-55至+125），R 5、R 6一般不超过51Ω；当工作环境温度变化范围较小时，可以使用稍大的电阻。
R 1-R 4及RP 1为调零电路。
在实现双边带调制时，R 1和R 2接入，以使载漏减小；在实现普通调幅时，将R 1及R 2短路（关闭开关S 1、S 2），以获得足够大的直流补偿电压调节范围，由于直流补偿电压与调制信号相加后作用到乘法器上，故输出端产生的将是普通调幅波，并且可以利用RP 1来调节调制系数的大小。
5脚电阻R 7决定于偏置电流I 5的设计。
I 5的最大额定值为10mA ，通常取1mA 。
由图可1
21562()()()22T y T i i i th th V R V υυυ=-≈
看出，当取I 5=1mA ，双电源（+12V ，-8V ）供电时，R 7可近似取6.8k Ω。
输出负载为R 15，亦可用L 2与C 7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。
VT 1所组成的射随器用于减少负载变化和测量带来的影响。
3.实验电路
4、实验电路分析
①、④引脚调制信号的输入端，外接有调零电路；⑧、⑩引脚作为载波信号的输入端；输出端⑥、12引脚外接调谐于载波的带通滤波器；②、③引脚外接负反馈电阻。
若实现普通条幅，可以通过调节1DW 使①脚的电位高于④点y V ，这样调制信号与y V 叠加后输入y 通道，调节1DW 可以改变y V 的大小即可以改变调制系数a M 。
五、实验步骤
1.、普通振幅调制
在LC 振荡器上1K 接2，2K 接2，调节1DW 和5C 使得()MHz 4c f =，mv V cm 50<将其输出用电缆连接到乘法器的AIN 输入端作为载波信号
在RC 振荡器采用泛音模块3K1↔，调节2DW 使得mv V MHz F m 400,1≤=Ω，将其用输出电缆输出链接到乘法器的BIN 端作为调制信号
在乘法器上闭合开关21K K ，12K 3↔，在D 点用示波器观察并记录此时的输出波形
1） 调节电位器1DW 的大小，观察输出波形的变化并记录过调失真时的波形。
2） 改变调制信号m V Ω的大小（即在RC 振荡器上调节2DW 的大小，保持其他参数不变用示
波器在RC 振荡器A 点检测），观察输出波形的变化并将结果填入表中，并计算调制系数的大小
a M 与m V Ω的关系 m V Ω 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 max V
min V a M min
max min max a M V V V V +-= 3） 改变调制信号的幅度m V Ω，保持其他参数不变，观察并记录过调制时的波形。
（2）用乘法模拟器实现平衡调制
1、 断开开关21K K 调节1DW 使得电位器①④脚的直流电位相等，即Y 通道的输入信号仅为交流调制信号
2、在LC 振荡器上1K 接2，2K 接2，调节1DW 和5C 使得()MHz 4c f =，mv V cm 50<将其输出用电缆连接到乘法器的AIN 输入端作为载波信号
2、 在RC 振荡器采用泛音模块3K1↔，调节2DW 使得mv V MHz F m 400,1≤=Ω，将其用输出电缆输出链接到乘法器的BIN 端作为调制信号。
观察并记录此时的输出波形特别注意调制信号过零点时的载波倒相现象
六、思考题。