模拟乘法器的应用
高二物理竞赛课件模拟乘法器在运算电路中的基本应用
P 303思考题
含直流成分
2kUi2 2kUi2cos2 t
三次方运算
四次方运算
模拟乘法器的等效电路
入端等效为电阻，出端等效为电压源
差分放大电路及其差模传输特性
uY能改变I E1, I E2
可控恒流源差分放大电路
-----可变跨导乘法器
u
可正可负，但
x
u
y
0
属于二象
限乘法器
3) 除法运算
必须是负
从运放A看，uO与 uI必须异号
uI、 k 同号时，这个电路不能用
设 k > 0，uI须为负。 偶然， uI 变为正，电路成正反馈，输出阻塞
P 303思考题
把乘法器放在负反馈通路中，则整个电路实现乘法的 逆运算，如除法运算电路、开方运算电路。
uo k uo2
uo2
uI R1
R2
uo2
R3 R4
uo
模拟乘法器在运算电路中 的基本应用
模拟乘法器在运算电路中的基本应用
1)乘法运算
uO kuI1uI2
2)乘方运算
k常取 -1 或 --1 若k= -1，uI1= uI2=10V，有uO=10V
uO k uI2
对正弦电压的二 倍频变换
若uI 2U sin t 则uO 2kU 2 sin2 t 2kU 2 (1 cos2 t)
+
把乘法器放在负反馈通路中，则实现 除法运算
4）开方运算
取uI2 uo 则：uo k uO2
uI uo R1 R2
除法， uO
R2 R1
uI1 k uI2
uO
R2 uI R1 k
(1)
加 D 防阻塞
实验四 集成电路模拟乘法器的应用
实验四集成电路模拟乘法器的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。
二、实验设备与仪器高频实验箱 WHLG-2 一台数字双踪示波器 TDS-1002 一台高频信号发生器 WY-1052 一台数字万用表一块三、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。
引脚2与3外接电阻R E ，对差分放大器V5、V6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压y u 的线性动态范围。
模拟乘法器应用实验
二、综合设计实验说明
本次综合设计实验，由大家独自依据所学的有关高频电子 线路中频率变换技术的相关理论知识，以模拟乘法器为核心器 件，设计出实现普通调幅、平衡调制、混频、倍频和同步检波 等功能的实际电路。并完成对所设计的各种功能电路的仿真调 试。
三、实验任务与要求
一、实验任务：
用模拟乘法器实现振幅调制(含AM与DSB)、同步检波、混频、倍频等频 率变换电路的设计。 已知：模拟乘法器为1496，采用双电源供电，Vcc=12V Vee=-8V.
② 同步检波器电路设计与仿真
实现对DSB信号的解调。 基本条件；载波信号UX：f=1MHZ /50-100mV 调制信号Uy： f=2KHz/200mV，并按信号流程记录各级信号波形。
三、实验任务与要求
二、实验要求：
③ 混频器电路设计与仿真 实现对信号的混频。 基本条件：AM信号条件：（载波信号UX：f=1MHZ /50mV ，调制信号Uy： f=2KHz/200mV，M=30%）中频信号：465KHZ，本地载波：按接收机制式自定。 记录各级信号波形。 ④ 倍频器电路设计与仿真 实现对信号的倍频。 基本条件：Ux=Uy（载波信号UX：f=1MHZ /50mV ）完成电路设计与仿真， 并记录各级信号波形。推证输入、输出信号的关系。
U 0 (t )
1 KU sU 0 cos( 0 s )t 2
0 s i
为所需要的中频频率，可见
用模拟乘法器实现混频，就是在 U x 端和 U y 端分别加上两个不同频率的信号，两信号 相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号。
四、实验原理说明及设计思路提示
5.模拟乘法器实现混频
U 0 t 1 m Ucm cos c t cos c t 2 m Ucm cos c t cost
模拟乘法器的应用-同步检波
模拟乘法器的应用——乘积型同步检波器一、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。
实验电路乘法器实现同步检波的原理同步检波分为乘积型和叠加型两种方式，它们都需要接收端恢复载波的支持，本实验采用乘积型同步检波。
乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与调幅信号相乘，用低通滤波器滤除无用的高频分量，提取有用的低频信号，它要求恢复载波与发射端的载波同频同相，否则将使恢复出来的调制信号产生失真。
实验中，用MC1496/1596构成的振幅调制电路产生调幅信号，然后采用实验电路实现信号的解调。
本实验电路的输出电流中，除了解调所需要的低频分量外，其余所有分量都属于高频范围，很容易滤除，因此不需要载波调零电路，而且可采用单电源供电。
本电路可解调DSB 或SSB信号，亦可解调AM信号。
MC1496/1596的10脚输入载波信号，可用大信号输入，一般为100-500mV；1脚输入已调信号，信号电平应使放大器保持在线性工作区内，一般在100mV 以下。
实验二：模拟乘法器应用实验
3.用MC1596实现倍频:调整模拟乘法器仍工作 MC1596实现倍频: 在平衡状态 ， 在平 衡状态， 在 x 输入端和 y 输入端同时加 输入端和y fi=200KHz， Ui=50mV信号，微调Rw，用示 200KHz， 50mV信号，微调R 波器双踪观察u 波器双踪观察uo(t) 和ui(t)的关系，即有fo=2fi。 (t)的关系，即有f *实验时可只用一个输入信号，然后将x和y通 实验时可只用一个输入信号，然后将x 道短接
2.用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 a.调平衡：将乘法器y输入端接地,即uy(t)=0,x输入端加 调平衡：将乘法器y输入端接地, (t)=0,x输入端加 入 fx=500KHz,Ux=100mV的输入信号 , 调电位器 RW 使 500KHz,U 100mV 的输入信号, 调电位器R uo(t)=0。 (t)=0 b 分别加入 fx=500KHz,Ux=100mV;fy=50KHz,Uy=200mV 分别加入f 500KHz,U 100mV; 50KHz,U 200mV 的信号时, 微调R 即可得到平衡的双边带信号, 的信号时 , 微调 RW 即可得到平衡的双边带信号 , 描绘 uo(t) 的波形,要特别注意调制信号过零时载波倒相现 的波形, 象。 由小到大变化，观察u (t)的变化， c.保持ux(t)不变，使Uy由小到大变化，观察uo(t)的变化， 保持u (t)不变， 记下变化结果， 并测出最大不失真的 u (t)所对应的 记下变化结果 ， 并测出最大不失真的uo(t) 所对应的 Uy的大小。 的大小。 d.保持ux(t)不变，fy变化时uo(t)变化情况如何？ 保持u (t)不变， 变化时u (t)变化情况如何？
实验七 集成电路模拟乘法器的应用
实验七集成电路模拟乘法器的应用一、乘法器混频1、预调工作：参看附图G2a) 接好连接器J12，J13，J15，J19，J110构成混频电路；b) 按下开关K11；2、接输入信号；a) 从IN11脚输入频率为10.7MHz载波信号，大小为Vp-p=300mV的信号（由高频信号源部分产生参考高频信号源的使用）；b) 从IN13脚输入频率为10.245MHz的信号，此信号由“正弦波振荡器”单元的晶体振荡部分产生，从测试钩TT51引入；3、实验现象：在测试钩TT11脚测得信号的频率为455KHz（用频率计观测），大小为400mV（用示波器观测）。
二、乘法器调幅1、预调工作：参看附图G2a) 接好连接器J11，J14，J16，J17，J18（断开J12、J13、J15、J19、J110），构成调幅电路；b) 按下开关K11；2、接输入信号：a) 从IN11脚输入10.7MHz的载波信号，大小为Vp-p=1.2V，从高频信号源部分引入（参考高频信号源使用）；b) 从IN12脚输入频率为1KHz，大小为Vp-p=2V的正弦波调制信号，从低频信号源部分引入（参考低频信号源使用），改变调制信号的大小使调幅波不失真；3、实验现象：调节电位器W11，在测试钩TT11脚处用示波器可以观察到调制深度不同“有载波的调幅波”和“抑制载波的调幅波”，如图12所示。
图12三、乘法器同步检波1、预调工作：如附图G3所示a) 接好连接器J22，J24，J26（断开J21、J23、J25），构成检波电路；b) 按下开关K21；2、接输入信号：a) 从IN21脚输入10.7MHz的载波信号（幅度大小与平衡调幅的一样，相当于同步载波），由高频信号源提供（参考高频信号源使用）；b) 从IN23脚输入调幅波，此信号由“乘法器调幅”部分产生，由测试钩TT11输出；3、实验现象：在测试钩TT21脚处用示波器可以观察到检波后得到的正弦波，如图13所示。
《模拟乘法器》课件
# 模拟乘法器 本课程将介绍模拟乘法器的原理及其应用。
模拟乘法器的定义
பைடு நூலகம்
作用
模拟乘法器用于实现模拟 信号的乘法运算，将不同 信号相乘得到新的信号。
原理
模拟乘法器基于电子元件 的特性，通过电压或电流 乘法进行运算。
分类
模拟乘法器可以根据不同 的实现方式和应用场景进 行分类。
模拟乘法器的应用
电子测量中的应用
模拟乘法器在测量仪器中用于信号放大和校正，提高测量精度。
通信系统中的应用
模拟乘法器在通信系统中用于信号调制、解调和频谱分析。
音频系统中的应用
模拟乘法器在音频系统中用于音频效果处理和音频信号放大。
模拟乘法器的实现
电路实现
模拟乘法器可以通过电路设计和集成电路制 造来实现。
软件实现
模拟乘法器也可以通过软件算法来实现，例 如在数字信号处理中。
2 应用前景
模拟乘法器在未来将继续发挥重要作用，随着科技的发展将有更广泛的应用。
参考文献
1. 2. 3.
Author 1. Title 1. Publisher 1. Author 2. Title 2. Publisher 2. Author 3. Title 3. Publisher 3.
模拟乘法器的应用案例
电子秤上的应用
模拟乘法器在电子秤中用于 测量物体的重量并进行计算。
无线电通信系统中 的应用
模拟乘法器在无线电通信系 统中用于信号调制和解调， 实现高质量的通信。
音频放大器中的应 用
模拟乘法器在音频放大器中 用于调节音量和音频效果的 处理。
总结
1 优点和不足
模拟乘法器的优点包括快速响应和高精度，但也存在精度损失和成本较高的不足。
实验三 模拟乘法器应用实验报告
实验题目：乘法器调幅（AM、DSB、SSB）、同步检波、混频及倍频实验原理：2TP3（2P3、2Q3）—载波（本振）信号输入端；2Q4—调制信号（或高频已调信号）输入端；2TP4—调制信号（或高频已调信号）输入端测试点；2TP5（2P5）—乘法器同相输出端；2TP5A—乘法器反相输出端；2TP6（2Q6）—2.5MHz带通滤波器输出；2W11—调制信号（或高频已调信号）输入端幅度调节；2W1—乘法器1、4输入端平衡调节；2W2—增益调节。
图3.1 乘法器调幅、混频实验电路图2TP9（2P9）—载波（本振）信号输入端；2TP10（2P10）—高频已调信号输入端；2TP11（2P11）—同步检波输出端；2W5—1、4输入端平衡调节。
图3.2 乘法器同步检波器电路图2TP7（2P7）—信号输入端；2TP8（2P8）—信号输出端；2W3—调节中心频率；2W4—调节输出幅度。
实验内容及步骤：一. 普通波调幅（AM ）1. 电路连接《调幅与调频接收模块》接±12V 电源电压；打开“乘法器调幅 混频”电路的电源开关（电源指示灯点亮）；2TP3接载波信号C u （20KHz ，100mV PP ）；2TP4接调制信号u Ω（1kHz 、300mVpp ）；用示波器同时观测C u 、u Ω和同相输出端（2TP5）。
注：C u 由示波器（Wave Gen ）提供；u Ω由信号源（F20A A 路）提供，并以u Ω所接示波器通道做触发源。
2. 电路调整调节2W11，使2TP4端幅度最大；调节示波器使波形清晰稳定；调节2W1，使2TP5输出信号为AM 已调波AM u （如图3.4）；调节2W2，使AM u 的波峰、波谷无压缩失真（2W1、2W2往往配合调节）。
3. 时域测量记录或存储C u 、u Ω和AM u 的时域波形，按图3.4计算调制度m ：图3.4 AM 波时域波形%100⨯+-=BA BA m4．频域测量①频谱仪射频输入（RF IN）接反相输出端2TP5A。
模拟电子技术5.2乘法器及其应用
若集成运放的同相输入端与反相输入端互换，则k和uI2的极 性应如何？
4) 开平方运算电路
uo1
uo1
R2 R1
ui
ui
i2
R1
R2
uo1 Kuo2
i1
－∞
+A +
uo
1R
u
2 (u )
R
O
KR
i
1
为实现上式，电路中uI、 uO、k的极性是什么？为什么？ 若要uO<0，则有何变化？ 若要求uI、 uO均大于0，则有何变化？ 若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电 路实现其逆运算！
T1
T2
T3
i c3
Re
－ VE E
3. 乘法器的应用
1) 乘法运算
uX uY
uo uo=KuXuY
实现了对正弦波
若uI 2Ui sin t
电压的二倍频变换
则uO 2kUi2 sin2 t 2kUi2 (1 cos2 t)
2) 平方和立方运算
ui
uo
ui
uo
平方运算电路
uo=K(ui)2
如何实现开三次方运算电路？
利用运算电路，求解方程。已知模拟乘法器的相乘因子为0.1V-1。
设x=uI，按运算顺序搭建电路。
调整uI，使 uO 为 0 的 uI 就是方程 的解；解 为1、4。 电路不唯 一！
已知R1＝R2，求解uO= f (uI) = ? 二极管什么时候导通？什么时候截止？
uO uI
在集成运放应用电路中开关管的工作状态往往决定于输入 信号或输出信号的极性！
5.2 模拟乘法器及其应用
1. 乘法器的基础知识
7.3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用
′ uO
uI3
R2 100k R1 N uI1 10k P +A uI2 R1 R2
uO
ห้องสมุดไป่ตู้
§7.3
模拟乘法器及其 在运算电路中的应用
一、模拟乘法器简介
模拟乘法器有两个输入端，一个输出端， 模拟乘法器有两个输入端，一个输出端，输入 及输出均对“ 而言。 及输出均对“地”而言。模拟乘法器的符号如图所 输入的两个模拟信号是互不相关的物理量， 示。输入的两个模拟信号是互不相关的物理量，输 出电压是它们的乘积， 出电压是它们的乘积，即
uX uY uO
uo=kuXuY
理想模拟乘法器应具备的条件： 理想模拟乘法器应具备的条件： 1、 ri1和ri2为无穷大； 、 为无穷大； 2、 ro为零； 、 为零；
＋ ∆u X ro ＋ ∆uO －
＋ ∆uY － －
ri2
ri1
k ∆uX ∆uY
3、k值不随信号幅值而变化，且不随频率变化； 、 值不随信号幅值而变化 且不随频率变化； 值不随信号幅值而变化， 4、当uX或uY为零时， uo为零，电路没有失调电压、 、 为零时， 为零，电路没有失调电压、 电流和噪声。 电流和噪声。
i2 A + R3
uI2
uO
i1 = i2
′ uO kuI 2 uO uI 1 =− =− R1 R2 R2
R2 uI 1 uO = − kR1 uI 2
3、开方运算电路
在运算电路中， 在运算电路中，必须 R2 + － R1 保证电路引入的是负反 uI 馈。所以uI小于零。 所以 小于零。 i
′ uO
二、变跨导型模拟乘法器的工作原理（自学） 变跨导型模拟乘法器的工作原理（自学）
集成模拟乘法器及其应用-模拟电子技术课件
•集成模拟乘法器术及课其件应用-模拟电上子技一页
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三、鉴相电路
鉴相电路用来比较两输入信号的相位差，即它 的输出电压与两输入信号的相位差成正比。用模拟
乘法器构成的鉴相电路如图6.2.5(a)所示，令输入电
压 u X 、uY 分别为
uX Uxmsint
uy Uymcost
uoKxuyKxUm Uym si ntcots
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由式 u 0U m tco ct可s见，模拟乘法器的输出电压
是一个幅度Um(t)随低频信号而变化的高频信号，波 形如图6.2.7(c)所示。称它为普通调频波（简称AM
波）。将式展开，并应用三角函数关系，则得
u 0 U cm 1 m aco tc so c ts U cc mo c t s 2 1 m a U cc mo c s 2 1 m a U cc mo c s
+VCC
+
uBE3 -
IC3 V3
RE
-VEE
图6.1.2 模拟乘法器原理图
•集成模拟乘法器术及课其件应用-模拟电子技上一页
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6.1.2 单片集成模拟乘法器
采用两个差分放大电路可构成较理想的模拟 乘法器，称为双差分对模拟乘法器，也称为双平 衡模拟乘法器。
如图6.1.3所示（虚线框内）是根据双差分对
6.1 集成模拟乘法器
6.1.1 集成模拟乘法器的基本工作原理
一、模拟乘法器的基本特性 模拟乘法器有两个输入端、一个输出端。
若输入信号为 u X 、u Y ，则输出信号 u O 为 ：
X K
Y
uOKuXuY
模拟乘法器电路符号
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模拟乘法器及其应用
模拟乘法器及其应用摘要模拟乘法器就是一种普遍应用的非线性模拟集成电路。
模拟乘法器能实现两个互不相关的模拟信号间的相乘功能。
它不仅应用于模拟运算方面,而且广泛地应用于无线电广播、电视、通信、测量仪表、医疗仪器以及控制系统,进行模拟信号的变换及处理。
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与三极管要简单的多,而且性能优越。
Analog multiplier is a kind of widely used nonlinear analog integrated circuits、Analog multiplier can be achieved between two unrelated analog multiplication function、It is not only applied in the simulation operation aspect, and widely used in radio, television, communications, measuring instruments, medical equipment and control system, the analog signal conversion and processing、In the high frequency electronic circuit, amplitude modulation, synchronous detection, mixing, frequency doubling, frequency, modulation and demodulation process, the same as can be seen as two signal multiplication or contain multiplication process、The function is realized by using integrated analog multiplier than using discrete components such as diodes and transistors are much more simple, and superior performance、一、实验目的1.了解模拟乘法器的工作原理2.掌握利用乘法器实现AM调制、DSB调制、同步检波、倍频等几种频率变换电路的原理3.学会综合地、系统地应用已学到模、数字电与高频电子线路技术的知识,通过MATLAB掌握对AM调制、DSB调制、同步检波、倍频电路的制作与仿真技术,提高独立设计高频单元电路与解决问题的能力。
模拟乘法器
模拟乘法器及其应用学院：信息工程专业班级：电信1206姓名：李嘉辛学号： 0121209310603摘要模拟乘法器是一种普遍应用的非线性模拟集成电路。
模拟乘法器能实现两个互不相关的模拟信号间的相乘功能。
它不仅应用于模拟运算方面，而且广泛地应用于无线电广播、电视、通信、测量仪表、医疗仪器以及控制系统，进行模拟信号的变换及处理。
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的多，而且性能优越。
Analog multiplier is a kind of widely used nonlinear analog integrated circuits.Analog multiplier can be achieved between two unrelated analog multiplication function.It is not only applied in the simulation operation aspect, and widely used in radio, television, communications, measuring instruments, medical equipment and control system, the analog signal conversion and processing.In the high frequency electronic circuit, amplitude modulation, synchronous detection, mixing, frequency doubling, frequency, modulation and demodulation process, the same as can be seen as two signal multiplication or contain multiplication process.The function is realized by using integrated analog multiplier than using discrete components such as diodes and transistors are much more simple, and superior performance.一、实验目的1．了解模拟乘法器的工作原理2．掌握利用乘法器实现AM调制、DSB调制、同步检波、倍频等几种频率变换电路的原理3．学会综合地、系统地应用已学到模、数字电与高频电子线路技术的知识，通过MATLAB掌握对AM调制、DSB调制、同步检波、倍频电路的制作与仿真技术，提高独立设计高频单元电路和解决问题的能力。
实验四 模拟乘法器的应用(振幅调制器)
实验四模拟乘法器的应用（振幅调制器）一.实验目的1.掌握用集成模拟乘法器F1496实现普通调幅和抑制载波的双边带调幅的方法与过程；2.研究输出已调波信号与输入载波信号、调制信号的关系。
3.掌握调幅系数的测量方法。
二.实验原理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。
高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调过程，均可视为两个信号相乘的过程。
F1496是双平衡四象限模拟乘法器，电路如图4-1所示。
引脚⑧与⑩接输入电压U x，①与④接另一输入电压U y，输出电压U o从引脚⑥与⑿输出。
引脚②与③外接电阻为电流负反馈电阻，可调节乘法器的信号增益，并扩展输入电压U y的线性动态范围。
引脚⒁为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）。
本实验将完成普通调幅和抑制载波调幅的内容。
三.实验设备1. 示波器SS7802A 1台2. 信号源EE1643 1台3. 数字万用表1块4. 高频电路实验板G31块四.实验内容与步骤实验电路如图4-1所示，按图接好电路。
1.载波输入端平衡调节在调制信号输入端IN2输入调制信号UΩ（t），UΩ（t）为f=1KHz幅度为100mV（V P-P）的正弦信号。
将示波器接至OUT处，调节电位器R P2，使示波器上输出的波形幅度最小。
（然后去掉输入信号UΩ）。
2.抑制载波调幅（在载波输入端平衡的状态下进行）1）输入端IN1输入载波信号U C（t），U C（t）为f=465KHz，幅度U C（p-p）=30mv的正弦信号，将示波器接至OUT处。
调节R P1，使输出电压Vo最小。
2）入端IN2输入调制信号UΩ（t），其频率为1KHz，幅度由零逐渐增大，当UΩ（p—p）为几百毫伏时，将出现如图4-2所示的抑制载波的调幅信号。
由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出波形出现漏载信号。
可通过调节电位器R P2来改善波形的对称性。
记录波形并测出V O（p-p）值。
模拟乘法器的应用
［ ２ 】 高伟涛 ． Ｐ ｓ ｐ ｉ ｃ ｅ ８ ． ０ 电路设 计实例精粹 ［ Ｍ 】 ．
北 京 ：国 防工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ １ ．
一
如 果使 模拟 乘法 器的 两个 输入 电压 分 别 与被测 电路 的电压 和电流成正 比，则乘法 器的 输 出电压与待测 电路 的功 率成正 比。
个以偏置 电流注入形式 出现 的附加控 制输入
端， 这使 Ｏ Ｔ Ａ的特 性及应用更加灵活；另外， 这种器件的输 出不是常规运放 中输 出电阻趋于
２ ． ６零 调 整
函 数发 生 电路的输 出电压和 输入 电压之
在 一个 或 两个 输人 端接 地情 况下将 输 出
电压调 到零值 的能力。
２ ． ７增 益 系数 修 整
间具有 以方程式 、曲线或表 格形式给出的函数 关系 。函数发生 电路 是重 要的模拟运算 电路 ， 也是 电子模拟计算机 中的重要部件 。
零的电压源，而是用具有极 高输 出电阻的 电流
源表示。
２乘法器 的基本 参数
参考文献
［ １ 】刘 建 清 主编 ， 陈 培 军 ，李凤 伟 ， 张 涛 编 著 ． 从零开始 学模 拟电子技 术 ［ Ｍ 】 ． 北京：
国 防 工 业 出版 社 ． ２ ０ ０ ７ ．
４ 模拟乘法器的应用
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
模拟乘法器的应 用
文／ 张 志敏
２ ． ４ 线 性 误 差
模 拟乘 法 器是 对 两个模 拟信 号 （电压 或 电流 ）实现相 乘 功 能 的的有 源非 线性 器件 。主要 功 能 是 实现 两个 互不相 关信 号相 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，作 为应 用 于模 拟 计 算机 中的一个部件发 展起 来的 自从 集成 模 拟乘 法 器 问世 ， 由于 其技 术性 能 的逐 步 改进 ，使 它的 应 用早 已超 出模拟 计算机 的范 围。 它和运 算放 大 器一样 ，是 一种 通 用性 很 强 的 电子 器件 ， 目前被 广 泛地应用 于信 号处理，测量设备 ， 通信 工程 和 自动控 制 工程 等 科学 技 术领 域，并 起 着 日益增 长 的重 要 作 用 。所 以， 了解模 拟 乘 法器 及 其应 用应 成为 电子线路 课程 中 的 一个 基 本 内容。 为此 ，本 文拟 简明地 介绍 模拟 乘 法器 的基 本原
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。
模拟乘法器的原理及应用
模拟乘法器的原理及应用1. 引言模拟乘法器是一种电子器件，可以对输入的两个模拟信号进行乘法运算。
它在电子领域中具有广泛的应用，例如在模拟信号处理、功率管理、通信系统等方面。
本文将介绍模拟乘法器的原理和常见的应用场景。
2. 模拟乘法器的原理模拟乘法器的原理基于模拟电路中的乘法运算。
它通常由两个输入端和一个输出端组成。
输入端接收两个模拟信号，输出端输出两个输入信号的乘积。
模拟乘法器的核心部件是乘法单元。
乘法单元通常采用差分放大器、电流镜等元件构成，利用其特性进行模拟信号的乘法运算。
差分放大器可以将输入信号相乘，并输出其结果。
模拟乘法器还可能包含其他辅助元件，例如补偿电路、滤波器等。
补偿电路用于提高乘法器的线性度和带宽，滤波器用于滤除输出信号中的噪声和杂散信号。
3. 模拟乘法器的应用3.1 信号处理模拟乘法器在信号处理领域中有广泛的应用。
它可以用于信号调制、混频、频谱分析等方面。
例如，在无线通信系统中，模拟乘法器可以用于调制信号到指定的载波频率，实现信号的传输和接收。
3.2 功率管理模拟乘法器在功率管理中也扮演重要角色。
例如，它可以用于电源管理芯片中的电压调整功能。
通过控制乘法器的输入信号，可以实现对输入电压的调整和电源效率的优化。
3.3 通信系统在通信系统中，模拟乘法器常用于解调、调制和调节信号功率等功能。
例如，在调制解调器中，模拟乘法器可以将数字信号转换为模拟信号，并通过调制器将其传输到目标设备。
3.4 音频处理模拟乘法器在音频处理中也有一定的应用。
例如，在音频混合器中，模拟乘法器可以将多个音频信号进行混合和调整，实现音频效果的增强和处理。
4. 模拟乘法器的发展趋势随着电子技术的不断发展，模拟乘法器也在不断演进和改进。
在新一代模拟乘法器中，更加关注功耗和带宽的优化。
同时，模拟乘法器的精度和速度也在不断提高。
5. 结论模拟乘法器是一种重要的电子器件，具有广泛的应用领域。
本文介绍了模拟乘法器的原理和常见的应用场景。
实验二：模拟乘法器应用实验PPT教学课件
图1.模拟乘法器应用电路：振幅调制、 混频等
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图2.MC1596内部电路及引脚功能图如下：
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基本命题 fx=500KHz ， Ux=50mV ， fy=10KHz ， Uy=0.2V 的 信 号 时 调 电 位 器 RW 工 作 在 不 平 衡 状态时便可产生含载波的正弦调幅信号。
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实验仪器
高频信号发生器 QF1055A 一台;
超高频毫伏表 DA22A
一台;
频率特性测试仪 BT－3C 一台;
直流稳压电源 HY1711－2 一台;
数字示波器 TDS210
一台.
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实验任务与要求
基本实验的实验线路及说明
实验电路如图1所示。该电路可用来实现普通 调幅、平衡调制、混频、倍频、同步检波等功 能。图中RL为负载电阻，RB是偏置电阻，RE 是负载反馈电阻，RW和R1、R2组成平衡调节 电路，调节RW，可使1、4两脚的直流电位差 为零，从而满足平衡调幅的需要，若1、4脚直 流电位差不为零，则1、4输入包括调制信号和 20直20/12/流10 分量两部分，此时可实现普通调幅波。 4
*实验时可只用一个输入信号，然后将x和y通 道短接
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c.保持ux(t)不变，使Uy由小到大变化，观察uo(t)的变化， 记下变化结果，并测出最大不失真的uo(t)所对应的 Uy的大小。
2d02.0保/12/1持0 ux(t)不变，fy变化时uo(t)变化情况如何？
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随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。
用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和检波电路，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作解调时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。
集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作检波时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。
还需注意：（1）Y端有关，否则输出波输入信号幅度不应超过允许的线性范围，其大小与反馈电阻RY形会产生严重失真；（2）X端输入信号可采用小信号（小于26mV）或者大信号（大于260mV），采用大信号可获得较大的调幅或解凋信号输出。
信息传输系统中，检波是用以实现电信号远距离传输及信道复用的重要手段。
由于低频信号不能实现远距离传输，若将它装载在高频信号上，就可以进行远距离传输，当使用不同频率的高频信号，可以避免各种信号之间的干扰，实现多路复用。
关键词：模拟乘法器，调幅器，检波器，MC1496第一章、集成模拟乘法器的工作原理 (2)第一节、模拟乘法器的基本特性 (2)一、模拟乘法器的类型 (2)第二节、变跨导模拟乘法器的基本工作原理 (2)第三节、单片集成模拟乘法器 (3)第二章、集成模拟乘法器的应用 (4)第一节、基本运算电路 (4)一、平方运算 (4)二、除法运算器 (5)三、平方根运算 (5)四、压控增益 (5)第二节、倍频、混频与鉴相 (6)一、倍频电路 (6)二、混频电路 (6)三、鉴相电路 (6)第三节、调幅与解调 (7)一、信息传输的基本概念 (7)二、调幅原理 (8)三、采用乘法器实现解调(检波) (10)第三章、MC1496模拟乘法器构成的振幅器 (10)第一节、振幅调制的基本概念 (10)第二节、抑制载波振幅调制 (13)第三节、有载波振幅调制 (14)第四章、MC1496模拟乘法器构成的同步检波器 (14)总结 (18)参考文献 (18)附录 (19)第一章、集成模拟乘法器的工作原理第一节、模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是实现两个模拟量相乘功能的器件，理想乘法器的输出电压与同一时刻两个输入电压瞬时值的乘积成正比，而且输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的。
其符号如下图所示，K为乘法器的增益系数。
一．模拟乘法器的类型理想乘法器—对输入电压没有限制，ux = 0 或uy= 0 时，uO= 0，输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的。
实际乘法器—ux = 0 ，uy= 0 时，uO¹ 0，此时的输出电压称为输出输出失调电压。
ux = 0，uy¹ 0 （或uy= 0，ux¹ 0）时，uO¹ 0，这是由于uy（u x）信号直接流通到输出端而形成的，此时的输出电压为u y（u x）的输出馈通电压。
第二节、变跨导模拟乘法器的基本工作原理变跨导模拟乘法器是在带电流源差分放大电路的基础上发展起来的，其基本原理电路如下图所示。
在室温下，K为常数，可见输出电压u与输入电压u y、u x的乘积成正比，所O以差分放大电路具有乘法功能。
但u y必须为正才能正常工作，故为二象限乘法器。
较小时，相乘结果误差较大，因I C3随u Y而变，其比值为电导量，称变当uY跨导乘法器 .第三节、单片集成模拟乘法器实用变跨导模拟乘法器由两个具有压控电流源的差分电路组成，称为双差分对模拟乘法器，也称为双平衡模拟乘法器。
属于这一类的单片集成模拟乘法器有MC1496、MC1595等。
MC1496内部电路如下图所示。
第二章、集成模拟乘法器的应用第一节、基本运算电路一、平方运算将模拟乘法器的两个输入端输入相同的信号，平方运算电路如下图所示：二、除法运算器由集成运放和模拟乘法器组成，除法运算电路如上图所示。
当u1> 0 时，u O < 0，为使u3< 0，则u2> 0 ；当u1< 0 时，uO> 0，为使u3> 0，则u2> 0 。
三、平方根运算四、压控增益改变直流电压U XQ的大小，就可以调节电路的增益。
第二节、倍频、混频与鉴相一、倍频电路当两个输入信号为同频率的信号即可实现两倍频作用。
如下图所示。
二、混频电路模拟乘法器的输出为两个输入信号的和频和差频信号，即实现了混频作用，若用滤波器取出和频（信或差频）号输出，就称为混频，电路如下图所示。
三、鉴相电路鉴相电路用来比较两个输入信号的相位差，即它的输出电压与两输入信号之间的相位差成正比，用模拟乘法器构成的鉴相电路如下图所示。
作出u o与φ的关系曲线称为鉴相特性曲线，当|φ|≤0.5rad（约30°）时，sinφ≈φ，鉴相特性接近于线性。
第三节、调幅与解调一、信息传输的基本概念(1)、对传输信号进行调制的原因A、根据电磁波理论，天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。
如声音信号的频率范围为 0.1 ~ 6 kHz。
设f = 1 kHz，λ=C/ƒ=3×108/103=3×105（m），显然，低频信号直接发射是不现实的。
B、使接收者能区分不同信号。
（2）、调制和解调调制(Modulation)—将低频信号装载于高频信号。
解调(Demodulation)—将已调信号还原为低频信号。
（3）、调制(解调)的方式调幅 AM (检波) 、调频 FM (鉴频) 、调相 PM (鉴相)（4）、信息传输系统二、调幅原理用低频信号去改变高频信号的幅度，称为调幅。
经调幅后的高频信号称调幅信号，把没有调幅的等幅高频信号称为载波信号，它是运载低频信号的工具。
（1）、单频调制波形（2）、采用乘法器实现调幅采用模拟乘法器构成的调幅电路如下图所示。
调幅系数表示载波受低频信号控制的程度，为了不产生调幅失真，要求U YQ≧UΩm。
（3）、调幅波(已调波)频谱（4）、双边带调幅和单边带调幅由于载波本身不包含信息，为了提高设备的功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边调幅，用DSB表示。
由于上、下边频带中的任何一个边频带以及功能包含调制信号的全部信息，因此为了节省占有的频带、提高波段利用率，可以只传送两个边带信号中的任何一个，称为抑制载波单边带调幅，简称单边调幅，用SSB表示。
三、采用乘法器实现解调(检波)调幅波的解调又称幅度检波，简称检波，它是调幅的反过程。
第三章、 MC1496模拟乘法器构成的振幅器第一节、振幅调制的基本概念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。
设载波信号的表达式为t w u t u c cm c cos )(=，调制信号的表达式为)(t u c =t u m ΩΩcos ,则调幅信号的表达式为图3.1 振幅调制由图可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息的传输效率较低，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调幅调制。
双边带调幅波的表达式为单边带调幅波的表达式为MC1496构成的调幅器电路图如下：图3.2 MC1496 构成的振幅调制器电路其中载波信号UC 经高频耦合电容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U0 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，可计算出器件的静态偏置电流I5 或I0，即脚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要求。
对于图3.2 所示电路参数，测量器件的静态（UC=0，UΩ=0）偏制电压为u8 u10 u1 u4 u6 u12 u2 u3 u56V 6V 0V 0V 8.6V 8.6V -0.7V -0.7V -6.8VR1、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。
第二节、抑制载波振幅调制Ux 端输入载波信号Uc（t），其频率fc=20.945MHz，峰—峰值Ucp-p=40mV。
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U0=0（此时U4=U1），在逐渐增加UΩP-P，则输出信号U0（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图3.3（a）所示的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。
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。
（a）抑制载波调幅波 (b) 有载波调幅波图3.3 乘法器输出的调幅波第三节、有载波振幅调制Ux 端输入载波信号Uc（t），其频率fc=20.945MHz，峰—峰值Ucp-p=40mV，调节平衡电位器Rp，使输出信号Uo（t）中有载波输出(此时U1和U4不相等)。
再从Uy端输入调制信号，其fo=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，最后出现如图3.3(b)所示的有载波调幅信号的波形，调幅系数m第四章、MC1496模拟乘法器构成的同步检波器振幅调制信号的解调过程称为检波。
常用方法有包络检波和同步检波两种。
由于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。
而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。
同步检波又分为叠加型同步检波和乘积型同步检波。
利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一个输入端输入振幅调制信号如抑制载波的双边带信号us（t）= usmcoswctcosΩt，另一输入端输入同步信号（即载波信号）uc（t）=ucmcoswc(t)，经乘法器相乘，可得输出信号U0（t）为U0 (t) =1/2K E UcmCOS (wc+Ω) t COSWc t=1/4K E UsmCOSΩt +1/4K E UsmUcmCOS (2Wc+Ω) t（条件：Ux=Uc<26mV, Uy=Us 为大信号）上式中，第一项是所需要的低频调制信号分量，第二项为高频分量，也可以被低通滤波器滤掉。