模拟乘法器可以组成频谱搬移电路
模拟相乘器及基本单元电路
4.3.1 模拟相乘器的基本概念
3.基本性质 （1）ux 0，uy 为任意值；或 uy 0 ，ux 为任意值，uz 0
（2）ux C ，则 uz KCuy Cuy
【结论】uz 与uy 成线性关系。
（3）ux uy ，则 uz Kux2
抛物线
【结论】uz 与 ux 是平方律关系，即非线性关系。
X
YZ
工作象限
uy
+
++
I
-
+
-
II
-
-
+
III
II
I
0
ux
III IV
+
-
-
IV
如果：两个输入信号只能为单极性（同为正或同为负）的信号 的乘法器为“单象限乘法器”；一个输入信号适应两种极性，而一 个只能是一种单极性的乘法器为“二象限乘法器”；两个输入信号 都能适应正、负两种极性的乘法器为“四象限乘法器”。
ux 2UT
Ioux 2UT
+ ux
当 ux
2UT
52mV时有
th
因此差分放大器的跨导为
ux 2UT
ux 2UT
+
EC
RC
RC
ic1 - uo + ic2
+ube1-VT1 VT2 -ube+2
Io VT3
时变
gm
iod ux
Io 2UT
而恒流源的电流为
时变
Io
uy
ube3 RE
因此输出电压为
Ry
EC
i3
iB
RC
u+-o i4
VT3 VT4
基于模拟乘法器MC1496的频谱搬移电路设计
由 ＭＣ１４９６内部电路图可知，双差分放大器 Ｖ１～ Ｖ４ 连接方式为：Ｖ１ 和 Ｖ３、Ｖ２ 和 Ｖ４ 通过集电极相 连， Ｖ１ 和 Ｖ４、Ｖ２ 和 Ｖ３ 通 过 基 极 相 连。 这 种 连 接 方 式 决 定了第一对差分放大器的极性与第二对差分放大器的
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＣ１４９６；ａｍｐｌｉｔｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
在无线通信系统 中，频 谱 搬 移 电 路 是 不 可 缺 少 的 单元电路，它能够实 现 将 传 输 信 号 的 频 谱 在 频 率 轴 上 进行不失真的线性搬 移，即 传 输 信 号 经 频 谱 搬 移 电 路 后得到的已调信号的频谱结构能够不失真地复现低频 调制信号的频谱结 构。频 谱 搬 移 可 视 为 两 个 信 号 （调 制 信 号 和 载 波 信 号 ）相 乘 或 者 包 含 相 乘 的 过 程 ，其 中 集 成模拟乘法器是必不可少的元器件。
ＭＣ１４９６ 只 适 用 于 频 率 较 低 的 场 合 ，它 的 工 作 频 率 在１ ＭＨｚ以 下 。
图 １ 犕犆１４９６ 的 引 脚 和 内 部 电 路 图
１ 原 理 分 析
ＭＣ１４９６是根据双差分对模拟 相乘 器 基本 原 理 制 成的单片集成模拟相 乘 器，其 内 部 结 构 及 引 脚 图 如 图 １所示。它由差动放大器（Ｖ５、Ｖ６）和双差分放大器 Ｖ１ ～Ｖ４ 组成，Ｖ７、Ｒ１、Ｖ８、Ｒ２、Ｖ９、Ｒ３ 和 通 过 ５ 脚 外 接 电 阻 Ｒ５ 等组成 多 路 电 流 源 电 路。Ｒ５、Ｖ７、Ｒ１ 为 电 流 源 的基准电路，Ｖ８、Ｖ９ 分 别 供 给 Ｖ５、Ｖ６ 管 恒 定 电 流犐０／ ２，改变外接电阻 Ｒ５ 的大小，可用于调节犐０／２的 大 小。 工作时，载波信号加到 Ｖ１～Ｖ４ 的 输 入 端，调 制 信 号 加 到 Ｖ５、Ｖ６ 的输入端，其输出信号 只 包 含 和 频 与 差 频 分 量，而幅度受到了 调 制 信 号 的 调 制。 调 制 信 号 差 动 放 大器的两个发 射 极 分 别 引 出 外 接 引 线 端 和 ，两 端 之间可接入适当的反 馈 电 阻，使 调 制 信 号 输 入 幅 度 的 线性动态范围满足一 定 的 要 求，它 还 决 定 相 乘 器 的 增 益。Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９ 等组成具有负反 馈 电 阻 的 恒 流 源，Ｒ１、 Ｒ２、Ｒ３ 为负 反 馈 电 阻，它 们 的 作 用 是 展 宽 动 态 范 围，
集成电路模拟乘法器的综合应用
集成电路模拟乘法器的综合应用模拟乘法器是利用晶体管的非线性特性，经过电路上的巧妙设计，在输出中仅保留两路输入信号中由非线性部分产生的信号的乘积项，从而获得良好的乘积特性的集成器件。
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立器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。
所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。
集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
本实验仅介绍MC1496集成模拟乘法器。
一、实验目的1．了解模拟乘法器（MC1496）的组成结构与工作原理，掌握其调整与特性参数的测量方法。
2．掌握利用乘法器实现振幅调制(AM与DSB)、同步检波、混频、倍频等几种频率变换电路的原理及设计方法。
3．学会综合地、系统地应用已学到模电、数电与高频电子线路的知识，掌握对振幅调制、同步检波、鉴频、混频和倍频电路的设计与仿真技能，提高独立解决问题的能力。
4．掌握二极管包络检波的原理及电路设计方法。
了解二极管包络检波电路中元件选择要求及对检波器性能的影响；学会检波器的检测方法。
二、实验设备与仪器通原与高频信号实验箱一台振幅调制、包络检波、同步检波电路模块一块信号发生器一台数字双踪示波器一台数字万用表一块计算机（MULTISIM仿真软件）三、实验任务与要求1、模拟乘法器1496的构成、基本原理说明①集成模拟乘法器的内部结构MC1496集成模拟乘法器的内部电路结构和引脚排列如图4-1所示。
图4-1 MC1496的内部电路及引脚图MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。
其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，V5、V6组成的单差分放大器用以激励V1～V4。
V7、V8及其偏置电路组成差分放大器V5、V6的恒流源。
引脚8与10接输入电压C u ，1与4接另一输入电压t u ，输出电压o u 从引脚6与12输出。
高频电子线路复习题-期末考试题库
高频电子线路复习题第一、二章绪论及选聘网络练习题1. 连续波三种调制方式为： 、 、 。
调频 调幅 调相；2. .无线电超外差调幅接收机电路包括：接收天线、高频小信号放大器、 、 、中频放大器、 、低频放大器、电源等。
3.当信号源频率ω ω0（回路谐振频率）时，并联谐振回路呈感性。
小于 或 ＜4. 并联谐振又称为 谐振。
品质因数为Q 的谐振回路的谐振电阻等于电感支路或电容支路电抗值的 倍。
电流 Q5、串联谐振又称为 谐振，若已知信号源电压振幅为S V ，回路品质因数为Q ，则谐振时回路中的回路元件上的电压=0L V , =0C V 。
并联谐振回路的相对通频带为 。
（4分）电压 s V jQ sV jQ - 07.02f f ∆或Q 1 （4分）6、晶体管单谐振回路放大器的矩形系数为：（2分）0.1010.72 ( )2r f K f ⋅∆==≈∆9.957、已知某晶体管的特征频率为300MHz ，则可估算此晶体管工作在10MHz 时的电流放大系数为 。
（2分）308、有一雷达接收机的中频为30MHz ，通频带为10MHz ，则所需中频回路的Q L 值为： ．（2分）3 （2分）9. LC 谐振回路的谐振频率为300kHz ，通频带为10kHz ，此回路的相对通频带为 。
1/3010. 已知一并联谐振回路的谐振频率和其通频带，欲展宽其通频带可以采用在现有谐振回路 。
两端并联电阻的方法并联谐振回路通频带展宽一倍的方法是在回路两端并联一个电阻，其阻值等于回路谐振电阻。
√11、有3级相同的单级增益为A 带宽为Δf 的单调谐回路组成的中放电路的总的增益和带宽分别为 和 。
A 3 0.51Δf （或Δf 21）12、选频网络的品质因数Q 值愈大，其选频能力愈强。
LC 回路的品质因数Q 值愈小，其选频能力愈强。
×13、选择性滤波器主要有 滤波器、 晶体滤波器、 滤波器和 波滤器。
（4分）LC 集中选择性 石英晶体 陶瓷 表面声波 （4分）14、例3.1.1 设某一串联谐振回路的谐振频率为600kHz ，它的L=150H μ，5R =Ω。
4.频谱搬移2
三、半导体器件的线性时变模型
1．二极管 当 v1 = V1mcos1t 足够 大时，二极管轮流工作在管 子的导通区和截止区，其伏 安特性可用自原点转折的两 段折线逼近。
导通区折线的斜率 g0 = (1/RD) ， 相应的增量电导特 性在 v > 0 区域内为一水平 线。
图 4-2-1
v1(t)作用下 I0(t)和g(t)的波形
p,q = | p1 q2|， (p，q = 0，1，2 ，) (4-2-5)
消除无用组合频率分量的措施： ① 器件特性：选有平方律特性的器件(如场效晶体管)； ② 电路：组成对称平衡电路，抵消部分组合分量； ③ 输入电压上：限制输入信号 v2 大小，使非线性器件 处于线性时变状态，组合分量最小。
v1 i iC1 iC2 ( A Bv 2 )th( ) 2VT
图 4-2-4
I0 受 v2 控制的差分对管
v1 i iC1 iC2 ( A Bv 2 )th( ) 2VT
令x1 =V1m /VT
x1 2 2 n 1 ( x1 ) cos(2n 1) 1 t th( cos 1 t ) 2 n 1
相应的傅里叶级数为
4 4 4 K 2 (1t ) cos1t cos 31t ( 1)n1 cos(2n 1)1t 3 ( 2n 1) n1
v1 i iC1 iC2 ( A Bv 2 )th( ) 2VT
x1 th( cos 1 t ) K 2 ( 1 t ) 2
n f (VQ v1 ) a n v1 n0
n 1 f (VQ v1 ) na n v1 n 1
n! n 2 f (VQ v 1) a n v1 n 2 ( n 2)!
模拟乘法器综合应用实验-调制与解调
振幅调制AM (调幅) 调幅) 制FM (调频) 相位调制PM 调相) 相位调制PM (调相) 厚德博学 追求卓越
三,实验应知知识
七,振幅调制与实现方法
所谓振幅调制(AM), 就是用调制信号u 去控制高频载波信号uc 所谓振幅调制(AM), 就是用调制信号uΩ去控制高频载波信号uc 的振幅,使载波信号的振幅按照调制信号u 的规律变化. 的振幅,使载波信号的振幅按照调制信号uΩ的规律变化.即已调制 信号u 变化的周期与调制信号u 的周期相同, 信号uAM变化的周期与调制信号 Ω的周期相同,且幅度的变化与调 制信号的振幅成正比. 制信号的振幅成正比.
四,调制系统需掌握的主要技术
高频电子线路》中所讲授的调制技术,是用取值连续(模拟) 《高频电子线路》中所讲授的调制技术,是用取值连续(模拟)的基带信 号去控制正弦载波的参数(振幅,频率和相位)的模拟调制系统. 号去控制正弦载波的参数(振幅,频率和相位)的模拟调制系统.需掌握的主要 技术与应知的主要参数有: 技术与应知的主要参数有:
载波分量 : 含传输信息 载波 从有效地利用发射机功率来看,全载波调幅波是很不经济的. 从有效地利用发射机功率来看,全载波调幅波是很不经济的. 下边频分量 上边频分量
调制信号 可见,调幅波并不是一个简单的正弦波,包含有三个频率分量: 可见,调幅波并不是一个简单的正弦波,包含有三个频率分量: 在全载波调幅波中,载波是不含传送信息的 但它至少占有2/3 载波是不含传送信息的,但它至少占有 在全载波调幅波中 载波是不含传送信息的 但它至少占有 ( ω
即实现频分复用. 即实现频分复用.
厚德博学 追求卓越
高频电子线路填空题
高频电子线路填空题1.通信系统由输入变换器、发送设备、信道、接收设备以及输出变换器组成。
2.在通信系统中，共用的基本单元电路除高频小信号放大器、高频功率放大器和正弦波振荡器以外，还有调制和解调、混频和反馈控制电路等。
3.RC相移振荡器中放大器应采用反相放大器；至少要三节基本RC相移网络。
4.LC串联谐振回路中，当工作频率小于谐振频率时，回路呈容性，LC并联谐振回路中，当工作频率小于谐振频率时，回路呈感性。
5.LC谐振回路有串联谐振和并联谐振两种谐振方式。
6.LC串联谐振回路品质因数（Q值）下降，频带变宽，选择性变差。
7.谐振功率放大器中，LC谐振回路既起到阻抗匹配又起到选频滤波作用。
8.要产生较高频率信号应采用、LC 振荡器，要产生较低频率信号应采用RC 振荡器，要产生频率稳定度高的信号应采用石英晶体振荡器。
9.三端式振荡电路是LC正弦波振荡器的主要形式，可分为电容三端式和电感三端式两种基本类型。
10.发射机的中间级高频功率放大器，应工作于过压状态。
因为过压状态输出电压平稳且弱过压时，效率最高。
11.高频功率放大器的三种工作状态，分别为过压、临界、欠压。
12.发射机的末级高频功率放大器，应工作于临界状态，因为临界状态输出功率最大。
13.为了有效地实现基极调幅，调制器必须工作在欠压状态，14.集电极调幅应使放大器工作在过压状态，调幅系数必须> 1。
15.为了有效地实现基极调幅，调制器必须工作在欠压状态，为了有效地实现集电极调幅，调制器必须工作在过压状态。
16.某高频功率放大器原来工作在临界状态，测得Ucm=22v，Ico=100mA，RP=100Ω，Ec=24v，当放大器的负载阻抗RP变小时，则放大器的工作状态过渡到欠压状态，回路两端电压Ucm将减小，若负载阻抗增加时，则工作状态由临界过渡到过压状态，回路两端电压Ucm将增大。
17.丙类高频功率放大器的最佳工作状态是临界工作状态，这种工作状态的特点是输出功率最大、效率较高和集电极电流为尖顶余弦脉冲波。
模拟乘法器应用及调幅电路
Ω1 Ω2 Ω3 Ω4
相
对
振
幅 载频
ωω0-
Ω3ω0+
Ω3 ω ω0+
Ω4 ωoω0–
Ω4 ω0-Ω2ω0+
Ω1 ω0-Ω1
ω0+
Ω2 (a) 调幅前后的频谱图 ω
ωi+
Ω4ωiωi –Ω4ω
+–
VBTvbΩ+
–
+–
– +
VB(t)
Vccvc(t) t
0
EbIc1Ebmin欠压区 过压区
Ic1ic1ub0
0
t
t
Eb0EbmaxEbcr 图6-5a 基极调幅电路 图6-5b基极调幅波形
如图6-5所示集电极调幅电路以载波作为激励信号基极电压随调制信号变化基极调幅电路是工作在欠压状态下的谐振功率放大器。优点是所需要信号源功率小缺点是集电
2、振幅调制方法与电路
调幅电路的原理框图分别如图6-2 (a)(b)(c)所示。 带
通
v AM(t)
ωovΩ(t)
V0(t) vΩ(t)
vDSB(t)
vo(t) (a)普通调幅波实现框图 (b)抑制载波的双边带调幅波
极效率不高。 3、模拟乘法器实现调幅信号的方法
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、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
高频电子线路试卷与答案
标准答案(一)一、填空题（每空1分，共30分）1、无线电通信中，信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有调幅、调频、调相。
2、针对不同的调制方式有三种解调方式，分别是检波、鉴频、和鉴相。
3、在单调谐放大器中，矩形系数越接近于1、其选择性越好。
4、调幅波的表达式为：u AM（t）= 20（1 +0.2COS100πt）COS107πt（V）；调幅波的振幅最大值为24V，调幅度Ma为20℅，带宽fBW为100Hz，载波fc为5*106Hz。
5、在无线电技术中，一个信号的表示方法有三种，分别是数学表达式、波形、频谱。
6、调频电路有直接调频、间接调频两种方式。
7、检波有同步、和非同步检波两种形式。
8、反馈式正弦波振荡器按照选频网络的不同，可分为LC、RC、石英晶振等三种。
9、变频器可由混频器和带通滤波器两部分组成。
10、列出三个常见的频谱搬移电路调幅、检波、变频。
二、选择题（每小题2分、共20分）将一个正确选项前的字母填在括号内1、下列哪种信号携带有调制信号的信息（ C ）A、载波信号B、本振信号C、已调波信号2、小信号谐振放大器的主要技术指标不包含（ B ）A、谐振电压增益B、失真系数C、通频带D、选择性3、丙类谐振功放其谐振回路调谐于（ A ）分量A、基波B、二次谐波C、其它高次谐波D、直流分量4、并联型石英晶振中，石英谐振器相当于（ C ）元件A、电容B、电阻C、电感D、短路线5、反馈式正弦波振荡器的起振条件为（ B ）A、|AF|=1，φA+φF= 2nπB、|AF| >1，φA+φF = 2nπC、|AF|>1，φA+φF ≠2nπD、|AF| =1，φA+φF ≠2nπ6、要实现集电极调制特性应使功放工作在（ B ）状态A、欠压状态B、过压状态C、临界状态D、任意状态7、如右图所示的电路是（ D ）A、普通调幅电路B、双边带调幅电路C、混频器D、同步检波器8、在大信号包络检波器中，由于检波电容放电时间过长而引起的失真是（ B ）A、频率失真B、惰性失真C、负峰切割失真D、截止失真三、判断题，对的打“√”,错的打“×”（每空1分，共10分）1、谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器。
高频电子线路习题10含答案
四川信息职业技术学院《高频电子线路》模拟考试试卷十班级姓名学号题目一二三四五六七八总分得分得分评分人一、填空题（每空1分，共20分）1．小信号调谐放大器按调谐回路的个数分和。
2．高频功率放大器主要用来放大高频信号，为了提高效率，一般工作在丙类状态。
3．电容三点式振荡器的发射极至集电极之间的阻抗Z ce性质应为，发射极至基极之间的阻抗Z be性质应为，基极至集电极之间的阻抗Z cb性质应为。
4．振幅调制与解调、混频、频率调制与解调等电路是通信系统的基本组成电路。
它们的共同特点是将输入信号进行，以获得具有所需的输出信号，因此，这些电路都属于搬移电路。
5．调频波的频偏与调制信号的成正比，而与调制信号的无关，这是调频波的基本特征。
6．在双踪示波器中观察到如下图所示的调幅波，根据所给的数值，它的调幅度应为。
7．根据干扰产生的原因，混频器的干扰主要有、、和四种。
8．无论是调频信号还是调相信号，它们的ω（t）和φ（t）都同时受到调变，其区别仅在于按调制信号规律线性变化的物理量不同，这个物理量在调相信号中是，在调频信号中是。
9．锁相环路由、和组成，它的主要作用是。
得分评分人二、单项选择题（每小题2分，共30分，将正确选项前的字母填在括号内）1．为了有效地实现集电极调幅，调制器必须工作在哪种工作状态（）A．临界B．欠压C．过压D．任意状态2．石英晶体谐振于并联谐振频率fp时，相当于LC回路的（）A．串联谐振现象B．并联谐振现象C．自激现象D．失谐现象3．判断下图是哪一类振荡器（）A．考毕兹电路B．哈特莱电路C．西勒电路D．克拉泼电路4．谐振功率放大器与调谐小信号放大器的区别是（）A．前者比后者电源电压高B．前者比后者失真小C．谐振功率放大器工作在丙类，调谐放大器工作在甲类D．谐振功率放大器输入信号小，调谐放大器输入信号大5．如下图a、b、c、d所示电路。
R、C为正常值，二极管为折线特性。
能完成检波的电路是（）。
6．石英晶体振荡器的主要优点是（）A．容易起振B．振幅稳定C．频率稳定度高D．减小谐波分量7．无线通信系统接收设备中的中放部分采用的是以下哪种电路（）A．调谐放大器B．谐振功率放大器C．检波器D．鉴频器8．若载波u C(t)=U C cosωC t,调制信号uΩ(t)= UΩsinΩt，则调相波的表达式为（）A．u PM(t)=U C cos（ωC t＋m P sinΩt）B．u PM(t)=U C cos（ωC t－m P cosΩt）C．u PM(t)=U C（1＋m P sinΩt）cosωC t D．u PM(t)=kUΩU C cosωC tsinΩt9．某超外差接收机的中频f I＝465kHz，输入信号载频fc＝810kHz，则本振信号频率为（）A．2085kHz B．1740kHz C．1275kHz D．1075kHz 10．无论是调频信号还是调相信号，它们的ω（t）和φ（t）都同时受到调变，其区别仅在于按调制信号规律线性变化的物理量不同，这个物理量在调频信号中是（）A．ω（t）B．φ（t） C．Δω（t） D．Δφ（t）11．关于间接调频方法的描述，正确的是（）A．先对调制信号微分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频B．先对调制信号积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频C．先对载波信号微分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频D．先对载波信号积分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频12．放大器的噪声系数N F是指（）A．输入端的信噪比/输出端的信噪比B．输出端的信噪比/输入端的信噪比C．输入端的噪声功率/输出端的噪声功率 D．输出端的噪声功率/输入端的噪声功率13．鉴频特性曲线的调整内容不包括（）A．零点调整B．频偏调整C．线性范围调整D．对称性调整14．某超外差接收机接收930kHz的信号时，可收到690kHz和810kHz信号，但不能单独收到其中一个台的信号，此干扰为（）A．干扰哨声B．互调干扰C．镜像干扰D．交调干扰15．调频信号u AM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）经过倍频器后，以下说法正确的是（）A．该调频波的中心频率、最大频偏及Ω均得到扩展，但m f不变B．该调频波的中心频率、m f及Ω均得到扩展，但最大频偏不变C．该调频波的中心频率、最大频偏及m f均得到扩展，但Ω不变D．该调频波最大频偏、Ω及m f均得到扩展，但中心频率不变得分评分人三、判断题（每小题1分，共10分，正确的打“”，错误的打“×”。
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 。
模拟乘法器应用
模拟乘法器应用一、实验目的1、进一步加深对模拟乘法器原理和功能的理解2、学会应用模拟乘法器实现低电平调幅、同步检波、混频、倍频等功能，并学会这些功能二、实验主要仪器和设备直流稳压电源EM1715、高频信号发生器GFG813、低频信号发生器HC9205、示波器HC6504各一台，万用表一块，实验电路板一块。
三、实验原理1、模拟乘法器的应用模拟乘法器由于其相乘功能，因此能实现频谱迁移，在调制与解调，混频和倍频等方面得到广泛应用，其应用原理如下： （1）双边带调制用乘法器实现双边带调制的原理框图如图1所示，图中A M 为乘法器增益，单位为1/V 。
当输入端分别为加入载波信号 u c = U cm coswt 和调制信号u o = U om cos Ωt 时，输出端得到已调信号的双边带信号，即()()[]t t U tt U u u A u ccom c m C M o ΩΩΩΩ-++===ωωωcos coscos cos 21在图5.6所示的实验电路中，是U Ω = 0，只加载信号，调节MC1496（1）脚和（4）脚间的偏置电路使载波输出最小，则加上U Ω信号后， 就可以实现双边带调制。
（2）普通调幅原理框图如图2所示，其输出()()tt m Uu A tU U t U A u U u A ucaQcmMm QcMMQ cMoωωcos cos cos cos 1(ΩΩΩΩ+=+=+=式中UU mQm aΩ=，为调制度。
在图5.6中，调节点位器Rp1给MC1496的（1）、（4）间提供合适的偏置，就可以实现普通调频。
图2 用乘法器实现普通调幅框图u cU Qu Ωu o（3）混频和倍频用乘法器实现混频的原理框图如图3所示。
当两输入端分别为加入信号电压Us =U sm cosw s t 和本振电压U L = U Lm cosw L t ，则输出电流i o 中将含有（ωL+ωS ） 和 (ωL –ωS)分量，通过中心角频率为ωi =ω1–ωs 的带通滤波器除其中的和频分量，则得到输出中频电压u1=u o =U m cos ω1t用乘法器实现倍频的原理框图如图4所示。
模拟乘法器应用
模拟乘法器应用一、实验目的1、进一步加深对模拟乘法器原理和功能的理解2、学会应用模拟乘法器实现低电平调幅、同步检波、混频、倍频等功能，并学会这些功能二、实验主要仪器和设备直流稳压电源EM1715、高频信号发生器GFG813、低频信号发生器HC9205、示波器HC6504各一台，万用表一块，实验电路板一块。
三、实验原理1、模拟乘法器的应用模拟乘法器由于其相乘功能，因此能实现频谱迁移，在调制与解调，混频和倍频等方面得到广泛应用，其应用原理如下： （1）双边带调制用乘法器实现双边带调制的原理框图如图1所示，图中A M 为乘法器增益，单位为1/V 。
当输入端分别为加入载波信号 u c = U cm coswt 和调制信号u o = U om cos Ωt 时，输出端得到已调信号的双边带信号，即()()[]t t U tt U u u A u ccom c m C M o ΩΩΩΩ-++===ωωωcos coscos cos 21在图5.6所示的实验电路中，是U Ω = 0，只加载信号，调节MC1496（1）脚和（4）脚间的偏置电路使载波输出最小，则加上U Ω信号后， 就可以实现双边带调制。
（2）普通调幅原理框图如图2所示，其输出()()tt m Uu A tU U t U A u U u A ucaQcmMm QcMMQ cMoωωcos cos cos cos 1(ΩΩΩΩ+=+=+=式中UU m Qm a Ω=，为调制度。
在图5.6中，调节点位器Rp1给MC1496的（1）、（4）间提供合适的偏置，就可以实现普通调频。
图2 用乘法器实现普通调幅框图u cU Qu Ωu o（3）混频和倍频用乘法器实现混频的原理框图如图3所示。
当两输入端分别为加入信号电压Us =U sm cosw s t 和本振电压U L = U Lm cosw L t ，则输出电流i o 中将含有（ωL+ωS ） 和 (ωL –ωS)分量，通过中心角频率为ωi =ω1–ωs 的带通滤波器除其中的和频分量，则得到输出中频电压u1=u o =U m cos ω1t用乘法器实现倍频的原理框图如图4所示。
任务4-1频率变换及模拟乘法器
任务4-1 频率变换及模拟乘法器4-1-1资讯准备任务描述1．理解频率变换的基本概念与信号的表示方法；2．掌握模拟乘法器及其典型应用电路的分析方法；3．理解模拟乘法器实现频率变换的原理；4．理解非线性元器件(二极管、三极管等)的特性描述及其实现频率变换的原理。
资讯指南导学材料一、概述1．信号的分类及表示方法(1)信号的频谱在通信和电子技术中，信号的频谱是指组成信号的各个频率正弦分量按频率的分布情况，即用频率f（或角频率ω）作为横坐标、用组成这个信号的各个频率正弦分量的振幅U m作为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图，简称频谱。
用频谱表示信号，可以更直观地了解信号的频率组成和特点，例如信号的频带宽度（带宽）等。
(2)信号的表示方法信号的表示方法主要有三类：一是写出它的数学表达式（时域）；二是画出它的波形（时域）；三是画出它的频谱（频域）。
这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其中一种表示方法得到其他两种表示方法。
数学表达式表示信号既清楚又准确，波形和频谱表示信号比较直观，但对于某些复杂的信号或无规律的信号，要写出它的数学表达式或画出它的波形很困难，这时用频谱来表示这种信号既容易、又方便。
因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。
下面举几个例子来理解它们之间的相互转换关系。
【例4-1-1】某电压信号的数学表达式为)(sin 3)(0V t t u ω=，试画出它的波形和频谱。
解：这是一个单一频率的正弦信号，其频率πω2/00=f ，其波形如图4-1-1(a)所示。
由于振幅U m =3V ，故其频谱如图4-1-1(b)所示。
to(a)单频信号的波形 (b)单频信号的频谱图4-1-1 信号的波形和频谱(a)信号的频谱 (b)信号的波形图4-1-2 信号的频谱图和波形图【例4-1-2】某电压信号的频谱如图4-1-2(a)所示，试求它的数学表达式，并画出它的波形（设F f c >>）。
解：设c c f πω2>>，F π2>>Ω，由图4-1-2(a)可以得到该电压信号的数学表达式tt t t t tt t t u c c c c c c ωωωωωωcos )cos 0.54(1cos cos 2cos 4 )cos()cos(cos 4)(Ω+=Ω+=Ω++Ω-+=由上述的数学表达式可画出)(t u 的波形，如图4-1-(b)所示，图中虚线为)(t u 的包络。
模拟乘法器实现频谱搬移的原理-KC03191103-h02.
1 )t
1 2
U im 2
cos(c
2
)t
1 2
Uimn
cos(c
n
)t
1 2 Uim1
cos(c
1 )t
1 2
U im 2
cos(c
2
Hale Waihona Puke )t1 2
U imn
cos(c
n
)t
5
3. uI (t) 为多频信号
输入、输出信号的频谱图如图所示：
图 多频信号输入输出信号频谱图
由以上两种情况可以看出，u0 (t)的频谱相当于把 uI (t) 的频谱沿频率fc轴 搬移到的两旁，同时谱线长度减半而得到的。显然在频谱移过程中，uI (t)和 u0 (t) 频谱内部结构保持不变。
6
总结： 1.模拟乘法器的作用？ 2.频谱搬移的原理？
7
自主学习,创造未来!
8
u0 (t) Uim1 cos I t cos ct
1 2
U
im1
cos(c
I
)t
1 2
U
im1
cos(c
I
)t
3
2. u I (t) 为单频信号
输入、输出信号的频谱图如所示：
图 单频信号输入输出信号频谱图
4
3. uI (t)为多频信号
若 u I (t) 为多频信号，
现设
K M 1V 1 U cm 1V
u0 (t ) uI (t )uc (t )
uI (t )U cm cos ct uI (t ) cos ct
4.1频谱搬移电路的组成模型
上边带抵消 下边带抵消
输出仅为单边带调制信号 对复杂信号，相移法的组成模型也成立。
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
特点：均实现频谱不失真地搬移，两类组成模型类似。
一、振幅解调电路
1．定义
解调(Demodulation)：调制的逆过程。
振幅检波(简称检波 Detector)：振幅调制信号的解调
可见，vO(t) 的频谱结构：
c ：载波分量；
(c ) 、 (c
2)、···、(c nmax) ：
上、下边频分量，其幅度与
调制信号中相应频谱分量的
幅度 Vmn 成正比。
图 4-1-5 过调幅失真 (a)调制信号 (b)普通调幅信号
(3) 频谱宽度 调幅信号的频谱宽度为 调制信号频谱宽度的两倍， 即
本章内容
4.1 频谱搬移电路的组成模型(调制、解调、混频) (原理)
4.2 相乘器电路(电路实现)
4.3 混频电路 频谱搬移电路的重要应用
4.4 振幅调制与解调电路
概述
调幅与检波的概念
1．地位 通信系统的基本电路。 2．特点 对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。 为此，需引用一些信号与频谱的概念。
Ma
kaVm Vm0
：调幅度，表征调幅信号的重要参数。
(2)波M 形a （ V mm V m V am x 0m ） /2 i n10 % 0 当 Ma = 0，未调制；当 Ma = 1， 最大不失真；
若 Ma > 1，在 t = 附近，vO(t)
变为负值，出现过调幅失真。
(a)
(b)
图 4-1-3 过调幅失真
(4)组成模型
v O ( t) A M V cv m ( t) co c t s
基于模拟乘法器MC1496的频谱搬移电路设计
基于模拟乘法器MC1496的频谱搬移电路设计
安媛
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2017(34)6
【摘要】模拟乘法器是信号频谱搬移电路设计中的核心运算芯片,文中采用
MC1496实现信号的普通调幅、双边带调幅以及同步检波等频谱搬移操作.实验结果表明,该电路可有效实现信号的低电平调幅以及解调.
【总页数】3页(P111-113)
【作者】安媛
【作者单位】徐州工程学院,江苏徐州221008
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于Salisbury屏幕的UHF雷达频谱搬移 [J], 廖希;王洋;陈前斌;邵羽;叶志红
2.一种新的基于频谱搬移累积的信号处理方法 [J], 王树千;夏海宝
3.基于模拟乘法器ADuC834的频谱变换实验 [J], 陈英;毛瑞明
4.基于频谱搬移的迭代式谐波实信号频率估计算法 [J], 牟泽龙;涂亚庆;陈鹏;刘言
5.基于频谱搬移的无锁相环型电压暂降检测方法研究 [J], 马明;赵月杭;易皓
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sin 0 t
4 4 4 sin 30 t sin 50 t sin(2n 1)0 t 3 5 (2n 1)
式中，ω=2πfo=2π/T，按上式可画出相应的频谱， 如图6-3（b）所示。 其中直流分量对应ω=0的那条谱线。由于u（t）有 无限多项，因此谱线也有无限多条（图中只画出六条 谱线）。但随着f的升高，谱线的长度迅速减小。
15
频率变换电路的分类：
1、频谱搬移电路 即将输入信号频谱沿频率轴进行不失真的搬移， 搬移前后各频率分量的相对大小和相互间隔（即频 谱内部结构）保持不变。 包括调幅、检波和变频电路。
2、频谱非线性变换电路
即将输入信号频谱进行特定的非线性变换电路。 包括调频和鉴频、调相和鉴相电路等。
16
频率变换电路的一般组成模型：
6
一个信号的表示方法大致有三种：
一、信号的数学表达式;（时域） 二、信号的波形；（时域） 三、信号的频谱。（频域）
7
这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其 中一种表示方法得到其他两种表示方法。 优点：数学表达式表示信号清楚、准确；
波形和频谱表示信号直观。
缺点：复杂的信号或无规律的信号，要写出它 的数学表达式或画出它的波形很困难； 解决：用频谱来表示这种信号既容易、又方便。 因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。
非线性器件
滤波器
图中的非线性器件可以采用二、三极管、场 效应管、差分对管以及模拟乘法器等。 滤波器起着滤除通带以外频率分量的作用， 只有落在通带范围的频率分量才会产生输出电压。
17
§ 4.1.2模拟乘法器及其典型应用
随着集成技术的发展和应用的日益广泛，集成模 拟乘法器已成为继集成运放后最通用的模拟集成电路 之一，本节将对模拟乘法器的基本概念和应用进行简
图6-1 （a）单频信号的波形 （b）单频信号的频谱
9
[例4-2] 某电压信号的频谱如图6-2（a）所示， 试求它的数学表达式，并画出它的波形（设fc》F）。 解: 设ωc=2πfc，Ω=2πF，由图6-2（a）可以得到该电 压信号的数学表达式:（注：式中每项也可写正弦形 式） u(t ) 4cos ct cos(c )t cos(c )t
14
二、频率变换
频率变换：又称为频谱变换。所谓频率变换，是指输 出信号的频率与输入信号的频率不同，而且满足一定的变 换关系。 从频谱的角度来看，调制是把低频的调制信号频谱 变换为高频的已调波频谱； 解调恰与调制相反，它把高频的已调波频谱变换为低 频的调制信号频谱； 变频则把高频的已调波频谱变换为中频的已调波频谱。 因此，调制、解调和变频电路都属于频谱变换电路。
8
[例4-1]某电压信号的数学表达式为:u(t)=3sinω 0t(V) 试画出它的波形和频谱。 解：这是一个单一频率的正弦信号，其频率 f0= ω0/2π ， 其波形如图6-1（a）所示。 由于振幅Um=3V，故其频谱如图6-1（b）所示。
u/V 3 0 1/f0 （a） Um/V
3 t
0 f0 （b） f
单的讨论。
18
一、模拟乘法器
模拟乘法器简称乘法器，是一种实现两个模拟 信号相乘的电路，其符号如图6-5所示。
KM uX uY KMXY X (Z） Y
u0
uX
u0
uY
图6-5模拟乘法器的符号
19
模拟乘法器数学表达式：
由图可以看出，模拟乘法器有两个输入端 X、Y 和一个输出端 Z 。若输入信号分别用 ux 、 uY 表示， 输出信号用uo表示，则:
任务4.1
频率变换及模拟乘法器
1
任务4.1 频率变换及模拟乘法器
4.1.1频率变换的基本概念与信号的表示 4.1.2模拟乘法器及其典型应用 4.1.3频谱搬移的实现原理
2
本讲导航
教学内容 4.1 .1频率变换的基本概念与信号的表示 4.1.2 模拟乘法器及其典型应用 教学目的
1. 掌握频率变换的基本概念与信号的表示
12
U m/V 4/π
1
0
4/3π 4/5π 4/7π 4/9π
ω
ω 0 3ω 0 5ω 0 7ω 9ω 0 0 （b）
（b）信号的频谱
13
小结：
本节重点是信号的频谱。 画频谱时应先写出信号的数学表达式，然后把它 展开，若展开式中有 n项不同频率，不同振幅的正弦 分量相叠加，则频谱中的谱线就有n条。
2. 理解模拟乘法器及其典型应用
3
教学重点
1. 频率变换的基本概念与信号的表示（频谱）
2. 模拟乘法器及其典型应用
教学难点
模拟乘法器应用电路的分析方法
4
§4.1.1频率变换的基本概念与信号的表示
在通信和电子技术中，频率（或频谱）
变换是很重要的概念。本章先简单介绍频率
变换的基本概念，接着讨论实现频率变换的 最重要的器件——集成模拟乘法器及其简单 的应用，最后分析频谱搬移实现原理。
5
一、信号的频谱
信号的频谱：指组成信号的各个频率正弦分量 按频率的分布情况，即用频率f（或角频率ω）作为 横坐标、用组成这个信号的各个频率正弦分量的振 幅Um作为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图， 简称频谱。 用频谱表示信号的优点是：可以更直观地了解 信号的频率组成和特点，例如信号的频带宽度（带 宽）等。
u0 KM uX uY
式(6-1)
式中，KM为比例系数，称为模拟乘法器的相乘增益, 其量纲为V-1。
20
模拟乘法器的分类：
1、单象限乘法器
要求两个输入电压均为为单极性（二者分别为某 一极性）的乘法器。 2、二象限乘法器 只要求一个输入电压为单极性，而允许另一个 输入电压的极性可正可负的乘法器。 3、四象限乘法器 两个输入电压的极性可正可负的乘法器。
4cos ct 2cos ct cos t
4(1 0.5cos t )cos ct (V )
u/V 6 0 6 （b）
t
图6-2（a）信号的频谱 （b）信号的波形
10
[例4-3]一周期性方波（矩形脉冲）波形如图6-3（a） 所示，写出相应的数学表达式，并画出它的频谱。
u/V 2 0
T/2
T 3T/2 （a）
2T 5T/2
t
图6-3 a）信号的波形 解： 图6-3（a）所示波形的数学表达式为 2 u（t）= 0 nT≤t≤（n+1/2）T （n为整数） （n+1/2）T≤t≤（n+1）T
11
为了画出它的频谱，需应用傅立叶级数的理论把上 述分段函数式展开成幂级数的形式：
u (t ) 1 4