(完整word版)基于模拟乘法器的混频器
实验1 集成模拟乘法器混频及平衡调幅实验
集成模拟乘法器混频、平衡调幅实验一、实验目的掌握利用乘法器（MC1496）实现混频，平衡调幅的原理及方法。
二、实验仪器双踪示波器一台、高频电子实验箱一台、万用表一台三、实验原理（1）混频用模拟乘法器实现混频，只要x u 端和y u 端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理如图所示：若()cos x s s u t V w t = ()00cos y u t V w t =则()00cos cos c s s u t KVV w t w t = ()()0001cos cos 2s s s KV V w w t w w t =++-⎡⎤⎣⎦ 经带通滤波器后，取差频 ()()0001cos 2s s V t KV V w w t =- 0s i w w w -=为某中频频率。
（2）振幅调制 设载波信号的表达式为()c o s c c m c u t U t ω=，调制信号的表达式为()c o s m u t U t ΩΩ=Ω，调制信号叠加直流电源Q U ，则调幅信号的表达式为 ()()()()000cos 11cos cos cos 22o M Q cm c m c a m c a m c u t A U u t U tU t m U t m U t ωωωωΩ⎡⎤=+⎣⎦=++Ω+-Ω0m M Q cm U A U U =a m ——调幅系数，a m Q m U U Ω=；0cos m c U t ω——载波信号；()01cos 2a m c m U t ω+Ω——上边频分量； ()01cos 2a m c m U t ω-Ω——下边频分量 它们的波形及频谱如图所示。
由图可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。
为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。
双边带调幅波的表达式为()()()0cos cos 11cos cos 22M m cm c m c m c u t A U t U tU t U t ωωωΩ=Ω⋅=+Ω+-Ω 式中 m M m cm U A U U Ω=⋅⋅四、实验步骤1、混频器实验● 连接好跳线J12、J13、J15、J19、J110（此时J11、J14、J16、J17、J18应断开）。
【免费下载】模拟乘法混频实验报告
模拟乘法混频实验报告姓名：学号：班级：日期：模拟乘法混频一、实验目的1.进一步了解集成混频器的工作原理2.了解混频器中的寄生干扰二、实验原理及实验电路说明混频器的功能是将载波为vs（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。
例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。
此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。
混频器的电路模型如图1所示。
VsV图1 混频器电路模型混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅的高频信号VL，并与输入信号VS经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。
目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。
本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。
图2为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。
五、实验注意事项1、测量时应用双踪同时观察本振-载波，载波-中频，以便比较。
2、本实验用到晶振输出信号。
因此，在进行本实验前必须调整好晶振的输出，使之满足本实验的要求。
六、思考题1、除乘法器外，还有哪些器件可组成混频器？试举例说明。
混频器常用的非线性器件还有二极管、三极管、场效应管等。
2、分析寄生干涉的原因，并讨论预防措施。
原因：干扰频率通过寄生通道形成。
混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。
它们和输入信号电压VS、本振电压VL之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。
预防措施：减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。
模拟乘法器MC14961596设计混频电路
实用标准文档班级：姓名：学号：指导教师：林森成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系混频器的设计1概述在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程，而集成模拟乘法器正是实现两个模拟量，电压或电流相乘的电子器件。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比用分立器件要简单得多，而且性能优越，因此集成模拟乘法器在无线通信、广播电视等方面应用较为广泛。
混频器在通信工程和无线电技术中，应用非常广泛，在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号。
在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。
特别是在超外差式接收机中，混频器应用较为广泛，混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。
本次设计主要内容是基于MC1496的混频器应用设计与仿真，阐述混频器基本原理，并在电路设计与Multisim仿真环境中创建集成电路乘法器MC1496电路模块，利用模拟乘法器MC1496完成各项电路的设计与仿真，并结合双踪示波器实现对信号的混频，对接收信号进行频率的转换,变成需要的中频信号。
1.1混频器原理混频技术应用的相当广泛，混频器是超外差接收机中的关键部件。
直放式接收机是高频小信号检波，工作频率变化范围大时，工作频率对高频通道的影响比较大（频率越高，放大量越低，反之频率低，增益高），而且对检波性能的影响也较大，灵敏度较低。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一固定中频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
因为放大功能主要放在中放，因此可以用良好的滤波电路。
采用超外差接收后，调整方便，放大量﹑选择性主要由中频部分决定，且中频较高频信号低，性能指标容易得到满足。
混频器在一些发射设备中也是必不可少的。
在频分多地址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要地位。
此外，混频器也是许多电子设备、测量仪器（如频率合成器、频谱分析仪等）的重要组成部分。
5模拟乘法器混频电路.docx
实验五模拟乘法器混频电路一、实验目的1、了解基于MCI496模拟乘法混频器的工作原理二、实验内容1、研究模拟乘法混频器的频率变换过程，熟悉混频器重要性能指标。
2、研究模拟乘法混频器输出中频电压与输入本振电压的关系3、研究模拟乘法混频器输出中频电压与输入信号电压的关系4、了解混频器频率变换前后的时域波形，及频域变换的频谱特性。
三、实验原理及实验电路说明1混频电路基本原理在超外差无线通信中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。
这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。
对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。
进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。
该参考频率通常称为本机振荡频率。
本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。
当本机振荡由单独的信号源供给吋，这样的频率变换电路称为混频器。
混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。
本振用于产生一个等幅的高频信号力，并与输入信号匕•经混频器后所产生的混频信号经带通滤波器滤出。
本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。
因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。
图4 -1相乘混频方框图图4-1所示为相乘混频器的方框图。
设滤波器滤除和频，则输出差频信号。
图4-2为信号经混 频前后的频谱图。
图4-3变频器输入输出信号吋域波形图。
假设信号是：载波频率为人的 普通调幅波。
本机振荡频率为九。
设输入信号为V 5 = V s COS695r ,本机振荡信号为v L = V L COS®/ 由相乘混频的框图可得输出电压相 对 振 幅本机振荡高頻调幅波U)中频调帼波相 对幅u)s-Q u)s u)s+a k —勁图4-3变频器输入输出波形图=% cos （e 厶-（o s ）t定义混频增益Aw 为中频电压幅度％与高频电压匕之比，就有A M =^- = ^K F K M V L为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信 号电压Vs 和本振电压％外，不可避免地还存在干扰和噪声。
实验5 乘法器的应用3---混频器实验
实验5 乘法器的应用3---混频器实验一、实验目的1.熟悉集成电路实现的混频器的工作原理。
2.了解混频器的多种类型及构成。
3.For personal use only in study and research; not for commercial use4.5.了解混频器中的寄生干扰。
二、预习要求1.For personal use only in study and research; not for commercial use2.3.预习混频电路的有关资料。
4.认真阅读实验指导书，对实验电路的工作原理进行分析。
三、实验仪器1.双踪示波器2.高频信号发生器（最好有产生调制信号功能的信号源）3.频率计4.实验板GPMK7四、实验电路说明目前高质量的通信接收机中多采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，本实验采用的是集成模拟乘法器（MC1496）构成的混频电路。
用模拟乘法器实现混频，只要u x端和u y端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如1.5MHz，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图所示5-1 混频原理框图若u x (t)=U s cosωs t u y(t)=U c cosωc t则u c(t) = KU s U c cosωs t·cosωc t=1/2 KU s U c［cos(ωc+ωs )t+ cos(ωc-ωs )t］ωc-ωs =ωi 为某中频频率。
由MC1496 模拟乘法器构成的混频器电路如图5-2所示。
注意：电源+12V -12V本振信号U C（频率为6MHz）接到乘法器的⑽脚，将调幅波信号U S（频率为4.5MHz）接到乘法器的⑴脚，混频后的中频信号由乘法器的⑹脚输出，经形带通滤波器（其调谐在1.5MHz，带宽为450KHz）由电路输出端OUT得到差频（1.5MHz）信号（即：所谓中频信号）。
为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压U S和本振电压U C外，不可避免地存在干扰和噪声信号。
模拟相乘器和混频器
三、二极管相乘器
2. 二极管平衡相乘器
② 工作原理
➢ V1m>>V2m，V1m>>VD(on)
v1控制 D1 、 D2开关工作
★ 若v1>0，D1、D2导通；若v1<0，D1、D2截止
i
iD1
- iD2
2v2 K1 ( 1t )
RD 2RL
v2K1(1t )
RL
➢ i 含频谱分量：ω2，ω1±ω2，3ω1±ω2 … …
三、二极管相乘器
2. 二极管平衡相乘器 ② 工作原理
➢ 实现相乘条件：
在RL两端并上LC带通滤波 (满足中心频率为ω1，BW3dB = 2ω2)
则：在负载上选出
iω1 ω2
2 RL π V1m
v1v2
➢
vo
iω1 ω2
RL
π
2 V1m
v1v2
三、二极管相乘器
1. 二极管双平衡相乘器（环形相乘器） ① 电路及特点
② 非线性传输特性 ③ 正弦信号传输特性
一、模拟相乘器的基本特性
3. 误差分析（静态误差 (vx vy)） 引起误差原因：
AM AM A
vx vx vxos voAMvxvy vo AMvxvy (vx vy )
vy vy vyos
(vx vy ) Avxvy vxF vyF voo N(vx vy )
➢ 若V1m≥260mv,
th
qv1 2kT
K2 ( ω1t
)
2．单差分对相乘器
1) 电路
v1=V1mcosω1t v2=V2mcosω2t
2) 工作原理
➢ iC3
v2
VBE( on ) RE
乘法混频器
J11、J14、J15向左拨，J12、J13向上拨。
3、输入信号
TP9或TP10处输入10.245MHz的正弦波（由环形混频器模块石英晶体振荡产生，参考实验四），TP11或TP12处输入10.7MHz的载波信号,峰峰值约1V（由高频信号源提供10.7MHz锁定信号，参考高频信号源使用）。
时间：
地点：
实验名称：乘法混频器
一、实验目的
1、了解模拟乘法器（MC1496）混频原理。
2、掌握乘法器调整方法。
3、掌握利用乘法器实现混频电路的原理及方法。
二、实验设备（环境）
1、双踪模拟示波器示波器一台
2、频率特性扫频仪（选项）一台
三、实验原理
集成模拟乘法器是完成两个模拟量相乘的电子器件。在高频中，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。
四、实验内容及过程（步骤）
1、在主板上正确插好乘法器模块和环形混频器模块，对照乘法器模块混频部分的丝印，正确连接实验电路：K1、K2向左拨，＋12V接+12V，－12V接－12V，GND接GND（从主板直流电源部分±12V和GND插孔用连接线接入），检查连线正确无误后打开实验箱电源开关（实验箱左侧的船形开关）。K1、K2向右拨，若正确连接则模块上的电源指示灯LED1、LED2亮。
(a)内部电路(b)引脚图
图6-1MC1496的内部电路来自引脚图用模拟乘法器实现混频，只要ux端和uy端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如455KHz，再经过带通滤波器取出中频信号：
若 ， 则：
经带通滤波器后取差频
为某中频频率。
实验电路图如图6-3所示。
图6-3实验电路图
10任务书_基于模拟乘法器的混频及倍频电路设计
东北石油大学课程设计任务书
课程高频电子线路
题目基于模拟乘法器的混频及倍频电路设计
专业电子信息工程姓名学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容
本题目为集成模拟乘法器应用设计之一，即运用模拟乘法实现混频电路和倍频电路。
通过本次电路设计，掌握集成模拟乘法器的基本原理及其所构成的混频和倍频电路的设计方法、电路调整及测试技术。
加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。
2、基本要求
(1) 采用集成模拟乘法器设计混频电路；
(2) 设计混频所用的本地振荡器，振荡频率范围：1.00MHz~2.07MHz；
(3) 利用集成模拟乘法器设计倍频电路。
3、主要参考资料
[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.
[2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000.
[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000.
[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.
完成期限2月25日-3月1 日
指导教师
专业负责人
2013 年 2 月22 日。
3.实验三模拟乘法器
2.混频后与滤波后信号波形与频谱的测量 a)用示波器CH1通道测量 7号板 的TP5 ,用CH2通道测量7号板 TP6
V
V
t
t
0
0
《TP5混频信号波形》
《TP6滤波信号波形》
《TP5信号频谱波形》幻灯片 9
《TP6信号频谱波形》
c)画出 TP5 和 TP6 频谱波形：幻灯片 8
相 对 振 幅
0
高频电子线路实验
实验实训中心——高频电子线路实验室
实验三 模拟乘法混频器
一、实验目的
1、了解模拟乘法混频器的工作原理。 2、会用示波器测量模拟乘法混频器混频输出与滤波后中频输出的信号波 形与频谱。
注：本次抄写2、7、8、10、11、12页
本次实验需要实验模块： 1号板、6号板、6号板、7号板
《TP5信号频谱波形》
相 对 振 幅
0
《TP6信号频谱波形》
3、本振信号电压幅值改变对混频输出中频信号幅值影响的测量
注：示波器CH1接7号板TP7，CH2接7号板TP6
表1：
7号板TP7
本振信号VPP(mV )
200
300
400
500
600
700
7号板TP6
中频信号
VPP(V )
六、实验总结
根据步骤2观察到的信号波形，说明信号的混频、滤波输出中频信号的过程
模
陶
拟 TP5 瓷
乘
滤
法
乘法器 输出
波
器
器
P6
TP6 差频输出
频率计 RFIN （频6率号计板）
A通道
示波器 C示H波2接器TP6 负极接GND
五、实验内容
(完整)模拟乘法器1496实验报告
实验课程名称：_高频电子线路它内部电路含有 8 个有源晶体管，引脚 8 与 10 接输入电压 VX、1与 4接另一输入电压VY,6 与12 接输出电压 VO。
一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为:VO=K（VX +VXOS）(VY+VYOS)+VZOX。
为了得到好的精度，必须消除 VXOS、VYOS与 VZOX三项失调电压.引脚 2 与 3 之间需外接电阻，对差分放大器 T5与 T6产生交流负反馈，可调节乘法器的信号增益,扩展输入电压的线性动态范围。
各引脚功能如下：1:SIG+ 信号输入正端2： GADJ 增益调节端3：GADJ 增益调节端4: SIG—信号输入负端5：BIAS 偏置端6： OUT+ 正电流输出端7: NC 空脚8: CAR+ 载波信号输入正端9：NC 空脚10: CAR—载波信号输入负端11： NC 空脚12: OUT- 负电流输出端13: NC 空脚 14： V—负电源（2）Multisim建立MC1496电路模块启动multisim11程序，Ctrl+N新建电路图文件，按照MC1496内部结构图，将元器件放到电子工作平台的电路窗口上，按住鼠标左键拖动，全部选中。
被选择的电路部分由周围的方框标示，表示完成子电路的选择。
为了能对子电路进行外部连接,需要对子电路添加输入/输出.单击Place / HB/SB Connecter 命令或使用Ctrl+I 快捷操作,屏幕上出现输入/输出符号，将其与子电路的输入/输出信号端进行连接。
带有输入/输出符号的子电路才能与外电路连接.单击Place/Replace by Subcircuit命令,屏幕上出现Subcircuit Name对话框,在对话框中输入MC1496，单击OK，完成子电路的创建选择电路复制到用户器件库，同时给出子电路图标。
双击子电路模块，在出现的对话框中单击Edit Subcircuit 命令，屏幕显示子电路的电路图，可直接修改该电路图。
8.模拟乘法器的应用-乘积型混频器
模拟乘法器的应用——乘积型混频器学号：200800120228 姓名：辛义磊仪器编号：30一、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二、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三、实验原理与实验电路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，错误！未找到引用源。
为乘法器的乘法系数。
MC1496/1596使用时，VT1至VT6的基极均需外加偏置电压。
实验电路四、实验步骤检查电路无误后接通电源，完成如下操作： 1、 当本振信号的频率为43.4=Lf MHz 、振幅为5.0≤-pp V V ，输入信号的频率为4=Cf MHz ，振幅为50≤-pp V mV 时，观察并测绘输入输出信号波形，记录I L C f f f 、、。
2、当本振信号的频率为43.4=L f MHz 、振幅为5.0≤-p p V V ，输入信号的振幅为50≤-pp VmV 时，改变输入信号频率C f （在3.9-4.1MHz 之间，每隔200kHz 测量一次），测量输出信号的频率和幅度，记录在表格中，并由此计算带通滤波器的通频带宽度。
f c 3.9MHz 4.0MHz 4.1MHz f 4.43 MHz 4.43 MHz 4.43 MHz v500mV500mV500mV3、保持两输入信号的频率及本振信号幅度不变，改变输入信号振幅V sm （峰峰值在40-100mV 之间变化）的大小，逐渐测量输入V sm 和中频输出V im 。
高频实验报告--实验五 模拟乘法混频
3．将频率 f S 4.19MHz （幅度 VSp-p=300mV 左右）的高频信号（由 3 号板提 供）从相乘混频器的输入端 J7 输入，用示波器观察 J9 处中频信号波形的变化。 4．用示波器观察 TH8 和 TH9 处波形。 5．改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅度， 并填入下表。 VSP-P(mV) ViP-P(mV) 改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压 V i 的幅值， 并填入下表。 VLP-P(mV) ViP-P(mV) 7．用频率计测量混频前后波形的频率。 8．镜象干涉频率的观测（需外接信号源代替③号板） 缓慢将高频信号发生器的输出频率从 4.2MHz 调至 13.2MHz， 用示波器的双路 观测载波－中频波形变化，并验证下列关系： f 镜象- f 载波=2 f 中频 9.混频的综合观察（需外接信号源代替③号板） 令外接信号源输出一个由 1K 音频信号调制的载波频率为 4.2MHz 的调幅波， 作为本实验的射频输入，本振信号不变，用示波器对比观察 J9 处的调制信号波 形。 200 300 400 500 600 200 300 400
R1 2 8 20 C1 1 R1 3 8 20
F2 4 .5 M R1 7 1K
J8
0 .1 u R2 0 5 10 C1 5 0 .1 u C1 6 0 .1 u
-1 2 V
D2 8 .2 V
图 5-3
MC1496 构成的混频电路
四、实验步骤
1．打开电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件 的作用。 2．用实验的信号源做本振信号，将频率 f L 8.7MHz （幅度 VLp-p=600mV 左 右）的本振信号从 J8 处输入（本振输入处） ，在相乘混频器的输出端 J9 处用双 踪示波器观察输出中频信号波形。
南理工高频电子线路实验-模拟乘法器实验报告.doc
模拟乘法混频一、实验目的（1）了解集成混频器的工作原理。
（2）了解混频器中的寄生干扰。
二、实验原理混频，又称变频，也是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号门某一个频率变换成另一个频率。
完成这种功能的电路称为混频器（或变频器）。
混频器是频谱线性搬移电路，是一个六端网络。
它有两个输入电压，输入信号叫和木地振荡信号叫，输出信号为坷，称为中频信号，其频率是几和齐的差频或和频，称为中频f,=f L±f c（同时也可采用谐波的差频或和频）。
由此可见，混频器在频域上起着减（加）法器的作用O混频器的输入信号心是高频已调波、本振如是正弦波信号，屮频信号也是己调波，除了中心频率与输入信号不同外，由于是频谱的线性搬移，其频谱结构与输入信号叫的频谱结构完全相同。
表现在波形上，中频输岀信号与输入信号的包络形状相同，只是填充频率不同（内部波形疏密程度不同）。
混频器是超外差接收机中的关键部件。
采用超外差技术后，将接收信号混频到一同定屮频，放大量基本不受接收频率的影响，这样，频段内信号的放大一致性较好，灵敏度可以做得很高，选择性也较好。
设输入到混频器中的输入已调信号冷和本振屯压叫分别为u s = U s cos Q/ cos co c tu L = U L cos a)L t这两个信号的乘积为u s u L = U S U L cosQ ? COS 67/COS=丄U S U L cosQ f[C0S(69L+a)c)t + COS(69L一叭"]若屮频f 严扎-人,经带通滤波器取出所需边带，可得中频电压为u { = U z cos Q t cos (Djt下图为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。
MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。
本实验电路中采用+ 12V, —8V 供电。
血(820Q)、R 13 (820 Q)组成平衡电路,血为4. 5MHz 选频回 路。
木实验屮输入信号频率为人=4. 2MHz,木振频率九=8. 7MHz 。
模拟乘法器混频实验报告
模拟乘法器混频实验报告一、引言模拟乘法器混频实验是电子工程领域中一项重要的实验。
通过该实验，我们可以了解模拟乘法器的工作原理以及混频技术的应用。
本实验报告将详细介绍实验的目的、所用仪器设备、实验步骤、实验结果以及分析和讨论。
二、实验目的本实验的目的是通过搭建模拟乘法器混频电路，观察并分析乘法器的工作原理以及混频效果。
具体目标如下：1. 理解模拟乘法器的基本原理；2. 掌握模拟乘法器混频电路的搭建方法；3. 分析乘法器的非线性特性对混频效果的影响；4. 通过实验结果验证理论分析的正确性。
三、仪器设备本实验所用的仪器设备如下：1. 函数信号发生器：用于产生输入信号；2. 模拟乘法器：用于实现模拟乘法运算；3. 混频器：用于实现信号的混频；4. 示波器：用于观测信号的波形和频谱。
四、实验步骤1. 连接仪器设备：将函数信号发生器的输出信号连接到模拟乘法器的一个输入端，将另一个输入端连接到混频器的输出端，再将混频器的输出端连接到示波器的输入端。
2. 设置参数：设置函数信号发生器的输出信号频率和幅值，选择合适的参数。
3. 观察波形：打开示波器，观察模拟乘法器输出端的波形，并记录波形的特点。
4. 分析频谱：通过示波器的频谱分析功能，观察信号的频谱特性，并记录分析结果。
5. 调整参数：根据实验结果，适当调整函数信号发生器的输出频率和混频器的参数，再次观察波形和频谱。
6. 分析和讨论：根据实验结果，分析模拟乘法器的工作原理和混频效果，并进行讨论。
五、实验结果经过实验观察和分析，得到以下结果：1. 模拟乘法器输出波形呈现非线性特性，波形的形状与输入信号频率和幅值有关；2. 混频器能将两个频率不同的信号进行混合，产生新的频率组合，并且频谱特性能够反映出混频效果；3. 调整函数信号发生器的频率和混频器的参数，可以改变输出波形和频谱的特征。
六、分析和讨论通过实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 模拟乘法器的工作原理是利用非线性特性，将两个输入信号相乘，产生新的输出信号。
基于模拟乘法器的混频器
基于MC1496模拟乘法器构成的混频器的仿真与实现
下图是由MC1496模拟乘法器构成的混频器
示波器产生波形：
第四章 心得体会
这次课程设计我们按照课程设计上的程序，先复习混频电路的原理，然后选择电路，计算关键元件的值，学习Multisim的使用，最后连线调试出预期的混频和滤波效果。在做课程设计报告时我对混频的认识只限于基本原理和理论---在通信接受机中，混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频中频的高频已调波信号。调幅信号频谱宽度不变，包络形状不变。正式开始设计后，在对电路的实现中，我先学习了Multisim软件的使用，这个虚拟电子实验室可以仿真各种电路。应用过程中我发现这个软件确实功能强大的操作软件！
变频电路的噪声系数大小，将直接影响整机总的噪声系数，尤其是变频电路前没有高频放大器的无线电接收设备，其影响就更大。变频电路噪声系数的大小，与所用器件及其工作状态有关，实践中必须仔细选择。
（5）稳定性
因为变频电路的输入输出端分别连接调谐于高频和中频的谐振回路，所以不会产生因反馈而引起的不稳定现象。这里所说的稳定性，主要是指本振的频率稳定度。因为变频电路输出端的中频滤波器的通频带宽度是一定的，如果本振频率产生较大的漂移，那么经变频所得的中频可能超出中频滤波器通频带的范围，引起总增益的降低。
主要内容是基于MC1496混频器应用设计与仿真，阐述了混频器基本原理，并在电路设计与Multism仿真环境中创建集成电路乘法器MC1496电路模块，利用模拟乘法器MC1496完成各项电路的设计与仿真，并结合双踪示波器实现对信号的混频。
关键字：Multism10，模拟乘法器MC1496，混频器
第一章 绪论
︱±pwl±qwc︱=wI+W
模拟乘法器混频电路
例题5：某地区有调频广播频率： 87.6MHz、97.4MHz、 103.9MHz、106.1MHz，若各种条件具备，可产生互调 干扰，请列出三种影响航空甚高频频段的三阶互调频 率组合。
答：2×103.9-87.6=120.2MHz (二信号三阶互调) 2×106.1-97.4=114.8MHz(二信号三阶互调) 103.9+97.4-87.6=113.7MHz(三信号三阶互调)
提高高频放大器和变频器输入电路的选择 性，尽可能使干扰信号不进入变频电路或高 频放大器。
限制高频放大器输入信号幅度，以使高频 放大器和变频器基本工作于线性状态。（交 叉调制是由晶体管特性中的三次或更高次非 线性项产生的）。
4.互相调制干扰(intermodulation interference)
2.组合副波道干扰 (combined subchannel interference)
——外来干扰与本振的组合频率干扰
减小副波道干扰的措施
要消除副波道干扰，就必须加大寄生通道干扰信号与 有用输入信号之间的频率间隔，以便混频器前滤波器将 副波道干扰信号滤除。不让它们加到混频器输入端。 中频干扰是最强的寄生通道干扰，为消除它，与干扰 哨声一样，中频应选在接收频段以外，且远离接收频段。
应要求本振频谱尽量纯净。
抑制干扰措施小结
1．提高混频器前端电路的选择性
例如：对于中频干扰，加中频陷波器
2．合理选择中频频率
① 将中频选在接收频段之外 ② 采用高中频方案，使镜像干扰频率远离有用信号频率
3．合理选择混频器工作点
将 Q 点设置在混频器件特性的二次方区域，尽量减少三 次方项或更高次项所引起的交叉调制干扰
此时， fn =f i 。该干扰信号直接在混频器中放大输出， 产生干扰。
第三章模拟相乘器和混频器
第三章模拟相乘器和混频器§3-1 模拟相乘器一、基本特性1. 基本概念①含义：可实现任意两个互不相关模拟信号相乘的三端口的非线性电子器件（为相乘增益，亦称比例系数或标尺因子）②工作区域单象限二象限四象限2 ．传输特性①直流和低频传输特性·零输入响应：零输入状态时，是非零的输出，存在误差电压（输出失调电压和馈通误差电压）·直流传输特性（一个输入为直流时）·平方律特性（）②非线性传输特性③正弦信号传输特性3 ．误差分析误差引起误差原因：§3-2 混频器一、混频概念和实现模式1.定义混频是将已调波中载波频率变换为中频频率,而保持调制规律不变的频率变换过程。
中频（或）其中：表示中频频率,表示本振频率,表示载波频率。
一般取差频2.框图与功能(以输入v s为标准调幅波为例）①框图·中频调幅波上下边带与原调幅波上下边带是倒置的若f I<f C称为下混频, f I>f C称为下混频·本地振荡信号为高频等幅波·非线性器件包括二极管、晶体管、场效晶体管、差分对管及相乘器·中频带通滤波器中心频率谐振在,(以单音的调幅信号为例)② 混频的本质混频的本质是实现频谱的线性搬移3.混频器的性能指标·混频增益·混频功率增益·中频输出回路有良好的选择性(理想为矩形滤波)·减少非线性失真的各种组合频率干扰(选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器)·工作稳定性: 主要是本振频率稳定,才能保证中频频率稳定·混频噪声系数尽量小4.混频器的类型: 晶体管混频器、场效晶体管混频器、二极管平衡混频器、二极管环形混频器及集成模拟混频器等.。
基于乘法器的混频器设计修改
基于乘法器的混频器设计修改运用乘法器MC1596设计一个混频器，实现本地振荡信号与高频输入信号的乘积运算，并通过带通滤波器提取出混频后的中频信号。
输入（1）MC1596的工作频率范围0～300MHz;（2）系统电路要求正负双电源供电，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。
在调制系统中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频已调信号，在解调过程中，接收的已调高频信号也要经过频率的转换，变成对应的中频信号。
主要内容为基于MC1596的混频器应用设计与仿真。
阐述了混频电路的基本原理，模拟乘法器MC1596工作原理模拟乘法器是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的有源非线性器件，主要功能是实现两个互不相关信号的相乘，即输出信号与两输入信号相乘积成正比。
它有两个输入端口，即X 和Y 输入端口。
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。
根据双差分对模拟相乘器基本原理制成的单片集成模拟相乘器MC1496是四装订线象限的乘法器[8]。
其内部电路如图2-1所示，其中7V 、1R 、8V 、2R 、9V 、3R 和5R 等组成多路电流源电路，7V 、5R 、1R 为电流源的基准电路，8V 、9V 分别供给5V 、6V 管恒值电流2/0I ，5R 为外接电阻，可用以调节2/0I 的大小。
由5V 、6V 两管的发射极引出接线端2和3，外接电阻Y R ，利用Y R 的负反馈作用，以扩大输入电压2U 的动态范围。
C R 为外接负载电阻。
根据差分电路的基本工作原理，可以得到T c c c U uth i i i 21521=- (2-1)T c c c U uth i i i 21634=- (2-2)Tc c U uth I i i 22065=- (2-3)式中1c i 、2c i 、3c i 、4c i 、 5c i 、6c i 分别是三极管1V 、2V 、3V 、4V 、5V 、6V 的集电集电流。
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基于模拟乘法器的混频器
摘要
Multism10是属于新一代的电子工作平台，是一种在电子技术界广泛应用的优秀的计算机仿真软件，Multism10被称为电子工作人员的“计算机里的电子实验室”。
集成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、监频、相频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工程采用分离器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。
所以目前在无线通信、广播电视等方面应用比较多。
继承模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
主要内容是基于MC1496混频器应用设计与仿真，阐述了混频器基本原理，并在电路设计与Multism仿真环境中创建集成电路乘法器MC1496电路模块，利用模拟乘法器MC1496完成各项电路的设计与仿真，并结合双踪示波器实现对信号的混频。
关键字：Multism10，模拟乘法器MC1496，混频器
第一章绪论
混频器在高频电子线路和无线电技术中，应用非常广泛，在调制过程中，输入的基带信号都要经过频率的转换变成高频的已调信号。
在解调过程中，接受的已调高频信号也要经过频率转换，变成对应的中频信号。
特别是在超外差式接收机中，混频器应用比较广泛，如AM广播接收机将已调信号535KHZ-1605KHZ要变成465KHZ 的中频信号，电视接收机将48.5M-870M的图像信号要变成38M的中频图像信号。
再发射机中，为提高发射频率的稳定度，采用多级式发射机。
用一个频率较低的石英晶体振荡器为主振荡器，产生一个频率非常稳定的主振荡信号，然后经过频率的加减乘除运算变换成射频，所以必须使用混频电路。
由此可见，混频电路是电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。
本文通过MC1496构成的混频器来对接收信号进行频率转换，变成需要的中频信号。
第二章硬件设计
2-1 混频器原理
变频电路的基本功能是保持已调信号的调制规律不变，仅改变其载波频率处理过程。
用模拟乘法器实现混频，只要在Ux 端和Uy 端分别加上两个不同的频率信号，相差一中频如10.7MHZ ，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如下：
Ux Uc V0
图2-1混频器原理框图
若Ux （t ）=Uscoswst Uy=u 0cosw 0t 则Uc(t)=KVsV 0cosw s tcosw 0t
=1/2KVsV 0[cos(w 0+w s )t+cos(w 0-ws)t] 经带通滤波器后，取差频
V 0(t)=1/2KVsV 0cos(w 0-w s )t w 0-w s =w i 为某中频频率
2-2 变频电路的主要性能指标：
（1） 变频增益
变频增益实质变频电路输出的中频电压振幅V 1m 与其输入的高频电压振幅V sm 之比，用A vc 表示，即 Avc=V 1m /V sm .
对晶体管来说，还应有变频功率增益这个指标，即变频电路输出的中频信号功率P I 与诸
如的高频信号功率P
s 之比，用A
pc
表示，A
pc
=P
I
/P
s
（2）失真与干扰
变频电路除有频率失真与非线性失真外，还会产生各种组合频率干扰。
如何既完成混频任务，又尽量避免或减少这些失真和干扰是我们过关心的问题。
（3）选择性
在变频电路的输出中，可能存在很多与中频频率接近的干扰信号，为了抑制这些干扰，就要求中频滤波器具有良好的、接近于矩形的幅频特性。
（4）噪声系数
变频电路的噪声系数大小，将直接影响整机总的噪声系数，尤其是变频电路前没有高频放大器的无线电接收设备，其影响就更大。
变频电路噪声系数的大小，与所用器件及其工作状态有关，实践中必须仔细选择。
（5）稳定性
因为变频电路的输入输出端分别连接调谐于高频和中频的谐振回路，所以不会产生因反馈而引起的不稳定现象。
这里所说的稳定性，主要是指本振的频率稳定度。
因为变频电路输出端的中频滤波器的通频带宽度是一定的，如果本振频率产生较大的漂移，那么经变频所得的中频可能超出中频滤波器通频带的范围，引起总增益的降低。
2-3 常用的混频电路：
晶体三极管混频电路、场效应管混频电路、晶体二极管混频电路、集成模拟乘法器混频电路等。
2-4 变频干扰
（哨声干扰）
信号本振
（交叉（寄生（本振
调制）通道）噪声）
干扰噪声
（互相调制）（倒易混频）
图2-2混频干扰分类及其名称示意图
哨叫干扰是由于变频器不满足时变参量线性电路条件而形成。
这是，信号本身的谐波不可忽略，其产生干扰的条件是
︱±pw
l ±qw
c
︱=wI+W
式中，W是可听的音频频率。
上式包括以下四种情况
Pw
L -qw
c
=w
I
+W
-pw
L +qw
c
=w
I
+W
pw
L +qw
c
=w
I
+W
-pw
L -qw
c
=w
I
+W
如取wI= wL-wc,则第三种情况是不可能的，第四种情况是不存在的。
而是第一、二种
情况可写成pw
L -qw
c
=±(w
I
+W)
通常Wi≥W,因此上式可化简为w
c ≈(p1±1)w
I
/(q-p)
上式表明，当信号频率wc和已选定的中频频率wI满足上式关系时，就可能产生干扰哨叫声。
若p和q取不同的正整数，则可产生干扰哨声的信号频率就会有无限多个，并且其值均接近于wI的整数倍或分数倍。
但实际上，一旦任何一部接收机的工作频率段都是有限宽的；二因混频器管集电极电流组合中组合频率分量的振幅总是随着（p+q）的增加而迅速地减小，因而只有对应于p和q值较小的信号才会产生明显的干扰哨声，而对应于p和q较大的信号所产生的干扰哨声均可忽略。
由此可见，减少干扰噪声的方法是合理选择中频频率，将产生最强的干扰哨声的频率移到接收频段以外。
其次是限制信号和本振电压的振幅不宜过大。
寄生通道干扰
寄生通道干扰是由于变频器必须工作在非线性状态而形成的。
如果变频器前的高频放
大器也具有非线性特性，则当频率为w
M 的干扰信号Vm(t)通过放大器是，产生了w
M
的各次
谐波，用qw
M 表示，q=0,1,2，...他们与本振信号各次谐波差排，如满足︱±pw
L
±qw
M
︱≈
Wi
该干扰信号将通过接收机，造成对有用信号的干扰，称这种烦扰为寄生通道干扰。
对于中频干扰，混频电路十几起到中频放大的作用，因而它具有比有用信号更强的传
输能力；对于像频干扰，它具有与有用通道相同的变换能力。
只要这两种干扰信号一旦加到混频电路输入端，就无法将其削弱或抑制。
因此，减少中频和像频干扰的主要方法是提高混频电路前级的选择性。
交叉调制干扰
交叉调制干扰是由于混频器或高频放大电路的非线性传输特性产生的。
交调干扰仅与干扰信号振幅有关，而与频率无关，因此它是一种危害性更大的干扰，减少交调干扰的有效方法是提高混频电路前级的选择性。
互相调制干扰
互相调制干扰也是由于混频电路或高频放大电路的非线性传输特性产生的。
减少互调干扰的主要方法是提高混频电路前的选择性和设法是混频器件特性四次方项以及四次方项以上的偶次方项系数为零。
本振噪声干扰与倒易混频干扰
一般情况下，特别是在厘米波段混频电路中，本机振荡电路提供本真信号的同时，还不可变地会产生噪声，其频谱按本振回路谐振特性曲线形状分布。
这样，混频器件就可以把那些与本振频率相差一个中频的噪声频谱分量变换为中频通频带内的噪声，使混频电路的噪声输出增大，通常称为本振噪声干扰。
减少振荡器噪声影响的一个最基本和最重要的手段是提高振荡器的选频回路的Q值，回路Q值越高，谐振曲线也越尖锐，对噪声的衰减也越大，一般LC组成的回路，其空载Q 值一般在300以下。
为提高回路Q值人们采用了许多方法，其中采用石英晶体振荡器是最有效的方法之一。
第三章
基于MC1496模拟乘法器构成的混频器的仿真与实现下图是由MC1496模拟乘法器构成的混频器
示波器产生波形：
第四章心得体会
这次课程设计我们按照课程设计上的程序，先复习混频电路的原理，然后选择电路，计算关键元件的值，学习Multisim的使用，最后连线调试出预期的混频和滤波效果。
在做课程设计报告时我对混频的认识只限于基本原理和理论---在通信接受机中，混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频中频的高频已调波信号。
调幅信号频谱宽度不变，包络形状不变。
正式开始设计后，在对电路的实现中，我先学习了Multisim软件的使用，这个虚拟电子实验室可以仿真各种电路。
应用过程中我发现这个软件确实功能强大的操作软件！
参考文献：张义芳《高频电子线路》第四版
李新春，陈俊霏《高频电子教学实验》。