模拟乘法器混频器仿真
模拟乘法混频实验报告
模拟乘法混频实验报告一、引言在电子通信领域，乘法混频是一种常见的信号处理技术，用于将不同频率的信号进行混频、放大和解调。
乘法混频器是乘法混频技术的核心组件，它可以将输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出。
本实验旨在模拟乘法混频的原理和过程，通过实际操作验证乘法混频器的性能和效果。
二、实验设备与方法1. 实验设备：本实验使用的设备包括信号源、乘法混频器、示波器、频谱分析仪等。
2. 实验方法：（1）连接实验设备：将信号源的输出端与乘法混频器的输入端相连，将乘法混频器的输出端与示波器的输入端相连。
（2）设置实验参数：根据实验需要，设置信号源的频率和幅度，调整乘法混频器的局部振荡器频率。
（3）观察实验结果：通过示波器显示的波形和频谱，观察乘法混频的效果和输出信号的特点。
三、实验步骤与结果1. 设置实验参数：将信号源的频率设置为100 kHz，幅度为1 V；乘法混频器的局部振荡器频率设置为10 MHz。
2. 观察示波器波形：在示波器上观察到了输入信号和混频输出信号的波形。
输入信号为100 kHz的正弦波，混频输出信号为频率为10 MHz和100 kHz 的乘积信号。
3. 分析频谱：通过频谱分析仪对混频输出信号进行频谱分析。
观察到频谱图上出现了频率为10 MHz和100 kHz的峰值，验证了乘法混频的效果。
四、实验结果分析通过观察示波器的波形和频谱分析仪的频谱图，可以得出以下结论：1. 输入信号与局部振荡器的频率相乘，产生混频输出信号。
2. 混频输出信号的频率为输入信号频率与局部振荡器频率的乘积。
3. 混频输出信号的频谱中出现了频率为输入信号和局部振荡器频率的峰值。
五、实验总结通过本实验，我们模拟了乘法混频的原理和过程，并验证了乘法混频器的性能和效果。
乘法混频技术在电子通信中具有广泛的应用，可以实现频率变换、信号放大和解调等功能。
掌握乘法混频技术对于理解和应用现代通信系统至关重要。
通过实验，我们深入理解了乘法混频的原理，对乘法混频器的性能和输出信号特点有了更清晰的认识。
基于Multisim乘法器混频电路的仿真研究
基于Multisim乘法器混频电路的仿真研究刘婉茹;叶建芳;孙一萍【摘要】混频器是高频电路实验教学中的典型内容.针对传统实验室的不足,通过引用Multisim虚拟仿真技术,分析研究了模拟乘法器MC1496芯片构成的混频电路的性能.由于Multisim元件库中没有MC1496的模型,首先在创建MC1496芯片内部结构模型的基础上,设计了基于该模型的混频电路,并对其直流工作点、傅里叶变换、混频增益及ldB压缩电平等性能进行了仿真分析.结果表明,该电路模型能够客观地描述MC1496的基本特性,为运用该芯片完成各种功能电路的仿真研究奠定了基础,有效扩展了Multisim软件的使用范围,具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2016(032)010【总页数】3页(P48-50)【关键词】仿真;混频电路;模拟乘法器;Multisim软件【作者】刘婉茹;叶建芳;孙一萍【作者单位】东华大学信息学院,上海210620;东华大学信息学院,上海210620;东华大学信息学院,上海210620【正文语种】中文【中图分类】TP391.9在无线通信中，信号频率变换的重要性不言而喻。
信号的调制和解调可以将信号的频谱进行搬移从而实现信道的频分复用。
而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。
目前，在高频电路实验的教学中，混频器已成为典型的教学内容。
随着电路复杂度的不断提高，掌握通信电子线路EDA技术也越来越重要。
美国NI公司的Multisim软件是一款专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件，具有强大的仿真分析能力[1,2]。
本文通过研究和反复地仿真尝试，提出了运用Multisim进行混频电路实验的方法。
在Multisim13.0仿真环境中准确构建了双差分对集成模拟乘法器MC1496模型的基础上，设计了基于该模型的混频电路，并对其性能进行了仿真分析，有效扩展了Multisim软件的应用范围。
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）。
模拟乘法器混频器仿真
基于Multisim的模拟乘法器仿真的元件连接比较方便，参数可以随意设置，在仿真的 过程中加深了对模拟乘法器的知识的了解
12电科宋连法 12电科彭显阳
MC1496模拟乘法器和混频器原理 仿真过程及分析 仿真所遇问题及解决方法 结论
模拟乘法器
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。
得到想要遇问题及解决方法
Q1：
S1: 多半是电路问题，仔细检查电路，或者重建电路，重 启multisim
Q2： 跟网上电路图一模一样的电路，但自己却得不 到想要的结果。 S2：换。
结论
经过本次设计， 通过学习了解了许多关于乘法器构成的混频器以及运用Multisim软 件仿真带来的好处，发现查找资料的过程中也是一种学习 一些在实验室里由于仪器不能做的实验也可以用multisim来完成
在高频电子线路可以实现振幅调制、同步检 波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调
混频器原理
混频器的功能是将载波为fs（高频）的已调波 信号不失真地变化为另一载频fi（固定中频） 的已调波信号，而保持原调制规律不变。 Uy 混频器电路模型： Uc 非线性元件 Ux 本地振荡 器 带通滤波器 Uo
经带通滤波器后取差频：
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。
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。
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。
V sV图2 MC1496构成的混频电路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。
R12（820Ω）、R13（820Ω）组成平衡电路，F2为4.5MHz选频回路。
本实验中输入信号频率为fs＝4.2MHz，本振频率fL＝8.7MHz。
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VL外，不可避免地还存在干扰和噪声。
它们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。
干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此干扰不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。
(完整word版)基于模拟乘法器的混频器
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。
模拟相乘器和混频器
六、集成MOS模拟相乘器
补充题：如图所示电路中， v1=V1mcosω1t，v2=V2mcosω2t 且V1m>>VD(on)， ω1>>ω2，D1、D2特性完全相同，导通电阻RD （1）试求(a)～(d)各输出电流i，并分析其所含的频谱分量 （2）哪些电路能实现相乘，需什么条件，并求输出端vo表达式。
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 v1v2 RL π V1m
2 vo iω1 ω2 RL v1v2 π V1m
三、二极管相乘器
3. 二极管双平衡相乘器（环形相乘器）
(a)
(b)
(c)
(d)
七、电流模相乘器
1. 概念
用电流的分量处理模拟信号的电路称为
电流模电路。
晶体管有用的频率高达fT，具有频带宽、 高速的传输特性。
2. 基本电流模电路形式
跨导线性电路（TL电路）
电流镜（CM）与电流传输器（CC）
开关电流电路（SCC）
砷化镓高速电路（GAhsc）
模拟神经网络电路（AN）
支撑电路（SC）
3. 特点
1) 频带宽速度高
电路是低阻节点，极点频率很高，接近特征频率fT 电路中电流变化影响电压分量VBE(on) 变化很小； 向Cbe'充电电流很大，时间短。
2) 动态范围很大
电源电压很低（0.7V～1.5V） 输出电流达到（10-9、nA级）～（10-3、mA级）
输出最大电流受晶体管限制
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在高频电子线路可以实现振幅调制、同步检 波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调
混频器原理
混频器的功能是将载波为fs（高频）的已调波 信号不失真地变化为另一载频fi（固定中频） 的已调波信号，而保持原调制规律不变。 Uy 混频器电路模型： Uc 非线性元件 Ux 本地振荡 器 带通滤波器 Uo
经带通滤波器后取差频：
得到想要的中频频率
仿真过程及分析
仿真过程及分，仔细检查电路，或者重建电路，重 启multisim
Q2： 跟网上电路图一模一样的电路，但自己却得不 到想要的结果。 S2：换。
结论
经过本次设计， 通过学习了解了许多关于乘法器构成的混频器以及运用Multisim软 件仿真带来的好处，发现查找资料的过程中也是一种学习 一些在实验室里由于仪器不能做的实验也可以用multisim来完成
基于Multisim的模拟乘法器仿真的元件连接比较方便，参数可以随意设置，在仿真的 过程中加深了对模拟乘法器的知识的了解
12电科宋连法 12电科彭显阳
MC1496模拟乘法器和混频器原理 仿真过程及分析 仿真所遇问题及解决方法 结论
模拟乘法器
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。