目录1 模拟乘法器电路的原理及设计 (1)1.1 课程设计性质 (1)1.2 课程设计目的 (1)1.3 课程设计内容及要求 (1)1.4 课程设计基本原理 (1)1.4.1 基本原理： (1)1.4.2 集成模拟乘法器MC1496 (2)1.4.3 幅度调制 (5)1.4.4 设计原理图说明 (5)2 Protel绘制原理图 (6)2.1 模拟乘法器调幅电路原理图的绘制 (6)2.2 Protel具体绘制步骤 (6)2.3 模拟乘法器调幅电路元件布局 (10)2.4 电路原理图 (10)3 模拟乘法器调幅电路PCB制作 (11)3.1 PCB简要说明 (12)3.2 封装 (12)3.3 布局与自动布线 (13)3.4 自动布线结果： (15)3.5 设置敷铜 (16)4 总结体会 (18)参考文献 (19)1 模拟乘法器电路的原理及设计1.1 课程设计性质综合设计性试验，本课程设计涉及的主要学科分支为通信电子线路。

1.2 课程设计目的1. 掌握用集成模拟乘法器实现全载波 调幅、抑止载波双边带调幅的方法。

研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。

2. 通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅波形。

3. 了解并掌握模拟乘法器（MC 1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法4. 熟悉并巩固Protel 软件画原理图，以及Multisum 仿真软件进行仿真，独立完整地设计一定功能的电子电路，以及仿真和调试等的综合能力。

1.3 课程设计内容及要求1. 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch （自选）。

可以涉及模拟、数字、高频、单片机等等电路。

2. 绘制电路原理图相应的双面印刷版图*.pcb 。

本课设内容与要求：主要利用MC 1496设计幅度调制器，在已知电源电压为 +12V 和-12V 下，工作频率MHz f 100≈，设计幅度调制器，要求输出功率：mW P O 50≥，效率%50>η1.4 课程设计基本原理1.4.1 基本原理：幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。

本实验中载波是由实验箱的高频信号源产生的10MHz 高频信号，利用DDS 信号发生器输出1KHz 的低频信号为调制信号。

振幅调制器即为产生调幅信号的装置。

1.4.2集成模拟乘法器MC1496(1)内部结构以及图形本次课程设计主要采用集成芯片MC1496来实现幅度调制器的设计。

在本设计中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图1.1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。

D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。

进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。

图1.1 MC1496内部电路图用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图1.1所示，图中VR8用来节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。

器件采用双电源供电方式（＋12V，－12V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。

调幅波的解调是调幅的逆过程，即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波。

调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器，同步检波器。

本实验板上主要完成二极管包络检波。

二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号，它具有电路简单，易于实现的优点。

实验电路如图所示，主要由二极管D7及RC低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC 的充放电过程实现检波.所以RC 时间常数的选择很重要，RC 时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。

RC 常数太小，高频分量会滤不干净.综合考虑要求满足下式： max 21Ω-<<a am m RC其中：m a 为调幅系数，Ωmax 为调制信号最高角频率。

当检波器的直流负载电阻R 与交流音频负载电阻R Ω不相等，而且调幅度 又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰切割失真应满足：RR R R R m a g a =+≤ (2)模拟乘法器调幅电路原理本设计采用双平衡四象限模拟乘法器电路进行振幅调制，电路参考了集成模拟芯片MC 1496的内部电路（图1.2），其原理简单说明如下：Q 1,Q 2,Q 3,Q 4组成双差分放大器集电极电阻由外接电阻于JO 6与JO 12提供。

Q 5,Q 6组成的单差分放大电路用于激励Q 1~Q 4。

Q 7,Q 8及其偏置电路构成恒流源电路。

JO 8与JO 10接输入电压V x ，JO 1与JO 4接另一输入电压V y ，输出电压V o 从JO 6和JO 12输出。

JO 2与JO 3外接电阻R E ，对差分放大器Q 5，Q 6产生电流负反馈，可调节乘法器的信号增益，扩展输入电压V y 的线性动态范围。

JO 14为负电源端（双电源供电）或接地端（单电源供电），JO 5外接电阻R 5用来调节偏置电流I 5及镜像电流I 0的值。

图1.2 MC1496原理图(3)静态工作点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1.1所示的内部电路，在应用时，静态偏置电压应满足下列关系：V8 = V10 V1 = V4 V6 = V1215V ≥ (V6-V8) ≥ 2V15V ≥ (V8-V1) ≥ 2.7V15V ≥ (V1-V4) ≥ 2.7V一般情况下，晶体管的基极电流很小。

对于图1.2，三对差分放大器的基极电流I8,I10,I1和I4可以忽略不计，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源I0的值确定。

当单电源供电时，引脚JO14接地，JO5通过一电阻接的正电源（典型值为+12V），由于I0是I5的镜像电流，所以改变电阻R5可以调节I0的大小。

当器件为双电源工作时，JO14接负电源（一般接-8V），JO5通过电阻R5接地，因此，改变R5也可以调节I0的大小，依据MC1496的性能参数，器件的静态电流小于4mA，一般取I0=I5=1mA左右。

1.4.3 幅度调制振幅调制就是使载波信号的振幅随信号的变化规律而变化的技术。

通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。

幅度调制也是是正弦波或脉冲序列的幅度随调制信号线形变化的过程。

调幅信号的表达式为：t t m t t f A t S c C AM ωωcos )( ]cos )([)(c =+=其中C A 为外加直流，)(t f 表示调制信号1.4.4 设计原理图说明本设计采用图1.3的原理图，载波信号U m 经高频耦合电容C 2从JO 10输入，C 1为高频旁路电容，使JO 8接地。

调制信号U s 经低频耦合电容C 3从JO 1输入，C 5为低频旁路电容，使JO 4接地。

调幅信号U o 从JO 12与JO 6后经一电压跟随器变为单端信号后输出。

器件采用双电源供电方式，所以JO 5的偏置电阻R 5接地， JO 2与JO 3之间接入负反馈电阻R 14，以扩展调制信号的线性动态范围，R 14增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。

R 11，R 12与电位器R 16组成平衡调节电路，改变R 16可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

图1.3设计原理图2 Protel绘制原理图2.1模拟乘法器调幅电路原理图的绘制Protel的原理图绘制是十分方便的，首先要新建一个工程，将所需的文件都保存在工程里，工程是在绘制完原理图后进行仿真以及pcb板制作的基础，否则会产生仿真错误以及无法由原理图将原件导入pcb中，新建工程的类型选择为PCB project。

Protel自带了丰富的元件库，可以很方便的绘制原理图，并且还提供了一些专门用于仿真的元件库，包括一些常用的元器件的仿真模型以及一些常用的信号源（包括正弦，方波，指数，受控源）和一些常用的数学运算电路，可以很方便的用于仿真。

2.2Protel具体绘制步骤1）打开protel然后依次选File→New→Project→PCB Project，然后将工程保存。

2）新建原理图，在菜单中选File→New→Schematic或对工程右键选择给工程添加新的Schematic新建一张原理图，保存后便可开始绘制原理图。

图2.1 新建原理图3）网络交叉报表统计所需元器件，在Protel中Reports→Cross reference生成。

表 2.1 元件清单表4）绘制原理图，首先要添加所需的元件库，具体做法是，打开右侧浮动面板中的Library，然后单击libraries，在弹出对话框中单击installs选择相应的元件库即可完成安装。

图2.2 添加删除元件库对话框5）在绘制原理图时元件的标号默认是加“？”的，绘制过程中需要修改，可以采用放置历史元件的方法对元件自动编号。

将Designator后修改为所需的起始编号，放元件时会随元件数目增加，标号也会自动增加。

图2.3 查找元件图2.4 放置元件对话框6）为增加原理图的可读性和方便仿真，一般要对关键的节点加网络标号，通过菜单中的Place→Net Label（也可用工具栏的快捷按钮）进行添加，双击相应的网络标号可对其做必要的修改。

7）MC1496中部分三极管采用反极性连接方式，需要如图双击元件勾选“镜像”。

图2.5 镜像设置2.3模拟乘法器调幅电路元件布局根据元件清单进行元件布局如图：图2.6 模拟乘法器调幅电路元件布局图2.4电路原理图载波信号U m经高频耦合电容C2从JO10输入，C1为高频旁路电容，使JO8接地。

调制信号U s经低频耦合电容C3从JO1输入，C5为低频旁路电容，使JO4接地。

调幅信号U o从JO12与JO6后经一电压跟随器变为单端信号后输出。

器件采用双电源供电方式，所以JO5的偏置电阻R5接地，JO2与JO3之间接入负反馈电阻R14，以扩展调制信号的线性动态范围，R14增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。

R11，R12与电位器R16组成平衡调节电路，改变R16可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

本次模拟乘法器调幅电路用到的MC1496集成电路在protel中并没有提供仿真模型，而MC1496的内部基本原理有较为简单，因而采用了依据其内部基本原理用分立元件搭建MC1496乘法器的方法设计的该调幅电路。