集成电路模拟乘法器MC1496应用
【摘要】分析了模拟相乘器mc1496的乘法特性,介绍了该乘法器在高频电子实验系统中的应用电路设计方法。
介绍了mc1496的实用电路--振幅调制。
【关键词】模拟乘法器;mc1496;振幅调制
集成电路模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件。
在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单,且性能优越。
广泛应用于无线通信、广播电视等方面。
在实验电路设计中经常采用mc1496。
1、mc1496的内部结构
mc1496是双平衡四象限模拟乘法器。
内部电路图和引脚分布如图1(a)、(b)所示。
图1(a)中vt1、vt2与vt3、vt4组成双差分放大器,vt5、vt6组成的单差分放大器用以激励vt1~vt4。
vt7、vt8及其偏置电路组成差分放大器vt5、vt6的恒流源。
引脚8与10接输入电压ux,1与4接另一输入电压uy,输出电压u0从引脚6与12输出。
引脚2与3 外接电阻re,对差分放大器vt5、vt6产生串联电流负反馈,以扩展输入电压uy的线性动态范围。
引脚14为负电源端(双电源供电时)或接地端(单电源供电使),引脚5外接电阻r5。
用来调节偏置电流is及镜像电流i0的值。
2、集成模拟乘法器mc1496的应用举例--振幅调制
振幅调制是使载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变换
过程。
通常载波信号为高频信号,调制信号为低频信号。
用集成模拟乘法器mc1496构成的振幅调制器电路,如图3所示
载波信号uc经过高频耦合电容c2从ux端输入,c3为高频旁路电容,使8脚接地。
调制信号uω经低频耦合电容c1从uy端输入,c4为低频旁路电容,使4脚接地。
调幅信号uo从12脚单端输出。
器件采用双电源供电方式,所以5脚的偏置电阻r5接地,由式
(4)可计算器件的静态偏置电流i5或i0=1ma。
脚2与3间接入负反馈电阻re,以扩展调制信号的uω的线性动态范围,re增大,线性范围增大,但乘法器的增益随之减少。
电阻r6、r7、r8及rl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,所以阻值的选取应满足式(1)、(2)的要求。
对于图3所示电路参数,测量mc1496管脚的静态(uc=0,u ω=0)工作电压为
u8 u10u1 u4u6 u12 u2u3u5
6v 6v0v0v8.6v 8.6v - 0.7v-0.7v-6.8v
r1、r2与电位器rp组成平衡调节电路,改变rp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。
2.1 抑制载波振幅调制
ux端输入载波信号uc(t),其频率fc=10.7 mhz,峰-峰值ucp-p=40 mv。
uy端输入调制信号uω(t),其频率fω=1khz,先使峰-峰值uωp-p=0,调节rp,使输出uo=0(此时u4=u1),在逐渐增加uωp-p,则输
出信号uo(t)的幅度逐渐增大,如图4(a)为抑制载波的调幅信号。
由于器件内部参数不可能完全对称,致使输出出现漏信号。
乘法器芯片管脚1和4分别接电阻r3和r4可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。
2.2 有载波振幅调制
ux端输入载波信号uc(t),fc=10.7mhz,ucp-p=40mv,调节平衡电位器rp,使输出信号uo(t)中有载波输出(u1与u4不相等)。
再从uy端输入调制信号,fω=1khz,当ucp-p由零逐渐增大时,则输出信号uo(t)的幅度发生变化,有载波调幅信号的波形如图4(b)所示,调幅系数m为
其中,um max——调幅波幅度的最大值; um min——调幅波幅度的最小值
参考文献
[1]谢嘉奎,宣月清,冯军.电子线路(非线性部分)第四版[m].北京:高等教育出版社,2003.
[2]胡宴如,耿苏燕.高频电子线路[m].北京: 高等教育出版
社,2004.
[3]康华光.电子技术基础(模拟部分)[m].北京:高等教育出版社,2001.
【abstrac】the simulation analysis of the characteristics of mc1496 editor multiplication, introduces the
multiplication in high frequency electronics experiments on time-multiplier application circuit design method. mc1496 introduces the practical circuit - amplitude modulation. 【key words】simulation on
time-multiplier;mc1496;amplitude modulation
作者简介:
黄科文(1980-),男,本科,广东省韶关学院助理实验师;研究方向:物理机电工程。