模拟乘法器MC14961596设计混频电路

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混频器的设计

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

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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，

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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。

混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。具体原理框图

如图 1 所示。

振荡器输出一频率为 =10MHz、幅值 0.2V ＜＜ 1V 的正弦波信号，此信号作为混频

器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号， =10MHz、幅

值=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进

行混频。选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出 2MHz的正弦波

信号。

正弦波模拟选频、放大

振荡器乘法器电路

高频

信号源

图 1-1 混频器原理图

1.2 计算方法

图 1-2 混频电路基本原理图

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图 1-2 为混频电路的基本原理

Us(t) 为输入信号， Uc(t) 本振信号 Ui (t) 输出信号。

分析：

当

U s (t) U sm cos st

则

U p (t) U s (t)U c (t) = U sm cos st U cm cos ct = Am cos st cos ct

其中

Am U sm U cm

对上式进行三角函数的变换则有

U p t 1Am cos st cos c t：1Am [cos( c s)t cos( c -s ) t]

2

从上式可推出

Up(t) 含有两个频率分量和为 ( ψc +ψ S) ，差为 ( ψC- ψ S) 。若选频网络是理想，上边带滤波器则输出为

U i

(t) 1 Amcos[ c s ] t

2 若选频网络是理想下边带滤波器则输出

U i

(t) 1 Amcos[ c - s ] t

2

工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψ c >>ψ S。往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号。

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U i

(t) 1 Amcos[ c -s ] t

2

为接收机的中频信号。衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。2设计与仿真

图 2-1 完整电路图

图 2-2 M1496 内部电路

2.1 输入设置

图 2-3 输入 AM 调制波

图 2-3 输入载波

2.2 输出结果

图 2-4 混频器输出

图 2-5 AM 波频率

图 2-6 载波频率

图 2-7 混频后频率

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3分析结果

混频器电路有两个乘法器，第一个乘法器产生一个调幅波，第二个乘法

器起混频的作用，把高频已调波转成中频波。第二个乘法器输入的频率为

1.456M，经混频器后输出频率约为461k。

4设计心得

本次课程设计的题目是混频器的设计，主要应用了通信电子线路中三方面内容，

分别是电容三点式振荡电路、模拟乘法器和选频放大电路。通过查找资料，结合书本中

所学的知识，完成了课程设计的内容。把书中所学的理论知识和具体的实践相结合，有

利于我们对课本中所学知识的理解，并加强了我们的动手能力。

在这次的课程设计过程中，我懂得了很多，课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力。通过本次课程设计使我对通信电子线路又有了进一步的了解，

增加了对所学知识的应用。

本次课程设计教会我查阅书籍的重要性，通过翻阅书籍我找到了与我课设题目有

关的内容，顺利进行了课程设计，我希望通过更多这样有价值的课设来充实自己。虽然

课设中有很多困难，但经过指导老师的帮助和我的努力都一一克服了，增强了自信心。

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门

讲道课，一门设计课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计

让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。

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