实验十-模拟乘法器调幅-(1)
模拟乘法器实验报告
模拟乘法器实验报告模拟乘法器实验报告引言：模拟乘法器是电子电路领域中非常重要的一种电路设计，它能够实现数字信号的乘法运算。
在本次实验中，我们将学习并实现一种基于模拟电路的乘法器设计，并对其性能进行评估。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过设计和实现模拟乘法器电路，加深对模拟电路设计原理的理解，并通过实际测量和分析，评估乘法器的性能。
二、实验原理模拟乘法器是通过电压的乘法运算来实现的。
在本次实验中，我们采用了一种基于差分放大器和电流镜电路的乘法器设计。
其基本原理是利用差分放大器的非线性特性，将输入信号进行放大和非线性变换，从而实现乘法运算。
三、实验步骤1. 设计乘法器电路的基本框架，包括差分放大器、电流镜等电路元件的选择和连接。
2. 根据设计要求，选择适当的电阻和电容值，并进行电路元件的布局和连线。
3. 使用示波器和信号发生器，分别输入模拟的乘数和被乘数信号，并观察输出信号。
4. 调整输入信号的幅值和频率，记录输出信号的变化情况，并进行分析和比较。
5. 对乘法器电路进行性能评估，包括增益、非线性失真、带宽等方面的指标。
四、实验结果与分析通过实验测量和分析，我们得到了乘法器电路的性能数据。
首先，我们观察到输出信号的幅值与输入信号的幅值成正比关系，表明乘法器电路的放大倍数与输入信号的幅值相关。
其次，我们发现输出信号的频率与输入信号的频率一致，说明乘法器电路能够正确地传递输入信号的频率特性。
此外，我们还对乘法器电路的非线性失真进行了评估，发现在输入信号较大的情况下，输出信号存在一定的非线性畸变，这可能是由于差分放大器的非线性特性引起的。
五、实验总结通过本次实验，我们深入学习了模拟乘法器的原理和设计方法，并通过实际测量和分析，对乘法器的性能进行了评估。
实验结果表明，所设计的乘法器电路能够较好地实现乘法运算，并具有一定的线性范围。
然而，在实际应用中，我们还需要考虑乘法器电路的稳定性、功耗等因素，并进一步优化电路设计，以满足不同应用场景的需求。
模拟乘法器的应用平衡调幅实验注意事项
模拟乘法器的应用平衡调幅实验注意事项
1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的方法。
2.研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数的测量与计算方法。
4.通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形。
5.了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。
6．进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。
7．掌握二极管峰值包络检波的原理。
8．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
9.掌握用集成电路实现同步检波的方法。
1.调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
10. 调测模拟乘法器 MC1496 正常工作时的静态值。
11.实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
12. 实现抑止载波的双边带调幅波。
13. 实现单边带调幅。
14. 完成普通调幅波的解调。
15. 观察抑制载波的双边带调幅波的解调。
16.观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
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）。
实验报告——模拟乘法器振幅调制[1]
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桂林电子科技大学教学实践部电子电路实验教学中心
通信电子电路实验报告
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电子电路实验教学中心-高电信号实验室制
桂林电子科技大学教学实践部电子电路实验教学中心
通信电子电路实验报告
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（三）、全载波调幅：用示波器和频谱仪分别观测 ma < 100%、ma = 100%、ma > 100%时调 幅波的形状和频谱结构。
1.在步骤（一）载波输入端已调平衡的条件下，从载波输入端 P5001 输入峰值 30mv，频
率 100KHz 的正弦信号，调整电位器 Rp5002 使 VAB = 0.1V，在调制信号输入端输入峰值 50mv， 频率 10KHz 的正弦信号，用示波器观测输出端波形，用频谱分析仪观测输出信号频谱结构。
2.在载波输入端 P5001 输入峰值 30mv，频率 10.7MHz 的正弦信号，调制信号输入端悬空， 用示波器观测输出端波形，用万用表测量 A、B 点间的电压 VAB，调整电位器 Rp5002 按下表要 求测量不同 VAB 电压时输出波形的峰峰值，并根据公式计算出系数 K。
模拟乘法器应用实验
四、实验原理说明及设计思路提示
1．MC1496集成模拟相乘器电路组成
与基本工作原理
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是四象限的乘法器。其内部 电路如图1所示：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、R1、V8、R2、V9、R3和R5 等组成多路电流源 电路;V7、R5、R1为电流源的基准电路;V8、V9分别 供给V5、V6管恒值电流Io/2,R5为外接电阻，可用以 调节Io的大小;由V5、V6 、两管的发射极引出接线端 2和3，外接电阻RY，利用 RY的负反馈作用，以扩大 输入电压u2的动态范围;Rc为外接负载电阻。引脚8 与10接输入电压Ux，1与4接另一输入电压Uy.
图1 MC1496内部电路
MC1496的管脚排列如图2所示，其符号如图3所示
图2 MC1496引脚排列
图3模拟乘法器电路符号
四、实验原理说明及设计思路提示
2．电子工作平台 multisim11模拟乘法器MC1496的创
建
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
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=500KHZ /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。
⑤ 鉴频器电路设计与仿真（扩展实验）
实现对调频FM信号的鉴频。 基本条件：载波信号6.5MHZ；调制信号2KHZ；频偏±75KHZ。完成电 路设计与仿真操作，并记录各级信号波形。
模拟乘法器综合应用实验-调制与解调
3.熟悉并掌握MC1496 乘法器的基本应用。
二、实 验 内 容
1．AM调制信号的产生与测量。 2．AM调制信号的调幅系数测量。 3．DSB调制信号的产生与测量。 4．AM调制与DSB调制信号的频域测量。 5．振副调制的（EWB）仿真实验。
三、实验应知知识
锯齿波
已调信号UAm：经过调制后的高频信号（射频信号）
u AM U c(1 m aco t)s cocts U ccocts 1 2 m acoc s ()t 1 2 m acoc s ()t
三、实验应知知识
六. 调制的基本方式
根据载波受调制参量的不同, 调制可分为三种基本方 式, 它们分别是：
连续波调制，特点：c(t)连续，如(t)=cosωct；
脉冲调制，特点：c(t)为脉冲，如周期矩形脉冲序列。
幅度调制，特点：用: m(t)改变c(t)的幅度，如AM， DSB，SSB，VSB。 频率调制，特点：用: m(t)改变c(t)的频率，如FM。
相位调制，特点：用: m(t)改变c(t)的相位，如PM。
振幅调制AM （调幅）
调制基本方式
频率调制FM （调频）
相位调制PM （调相）
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uΩ的规律变化。即已调制 信号uAM变化的周期与调制信号uΩ的周期相同，且幅度的变化与调 制信号的振幅成正比.
模拟乘法器综合应用实验-调制与解 调
一、实 验 目 的
模拟调制可分为线性调制和非线性调制，本次实验研究线性调制。 线性调制的任务是把基带信号的频谱搬移到通带频谱上，以适应 （无线）信道的传输要求，或将多路信号合并起来进行多路传输。 通过本实验：
幅度调制实验
实验三幅度调制一、实验目的1、理解用乘法器实现幅度调制的原理。
2、掌握用集成模拟乘法器构成的调幅电路。
3、掌握集成模拟乘法器的使用方法。
二、实验原理1、调幅原理调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅按调制信号的规律变化。
振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM）信号，抑制载波的双边带（DSB）信号，抑制载波和一个边带的单边带（SSB）信号。
把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上(例如晶体二极管或晶体三极管)，经过非线性变换电路，就可以产生新的频率成分，再利用一定带宽的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅。
2、集成四象限模拟乘法器MC1496简介：MC1496是目前常用的平衡调制/解调器。
它内部电路含有8 个有源晶体管，有两个输入端V X、V Y和一个输出端V O。
一个理想乘法器的输出为V O=KV X V Y，而实际上输出存在着各种误差，其输出的关系为：V O=K（V X +V XOS）（V Y+V YOS）+V ZOX。
为了得到好的精度，必须消除V XOS、V YOS与V ZOX三项失调电压。
它的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频、动态增益控制等。
本实验箱在幅度调制，同步检波，混频电路三个基本实验项目中均采用MC1496。
MC1496的管脚功能和内部原理图如图1所示，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- 负电源三、实际电路分析本实验的电路如图2所示，图中U301是幅度调制乘法器，音频信号和载波分别从J301和J302输入到乘法器的两个输入端，K301和K303可分别将两路输入对地短路，以便对乘法器进行输入失调调零。
模拟乘法器调幅
100.1 99.9 0.2% 100
每经过一次平衡调幅，两 个边带之间的相对距离都
第一次
要加宽一次。
O
≈
100kHz
f 调制滤波
1897~1899.9kHz
2100.1~2103kHz
2100.11899.9 10% 2000
第二次
O
≈
2MHz
f 调制滤波
23897~23899.9kHz 28100.1~28103kHz 16%
模拟乘法器调幅
12
R7
3
4 C3 3.3k
C4 6 0.005
R8 5
C5
C6
0.005
1k
R9
R11
12
1
vDSB
v0
0.1
56 1.2k C7 0.1
14 13 12 11 10 9 8 R10
1496 820
C1
123 4 5 6 7
vΩ
0.1
R2
R3
1k 1k
R1
R5
100 10k
R6
C2
3.3k 0.005
12
R4 1k
● XFC1596(或者MC1596）
抑制载漏的调整：当 0,C 0 可调 RP 51kΩ C 0
9.6 单边带信号的产生
1. 滤波器法 vΩ
Ω
vDSB(t) 平衡 调幅器 ω0±Ω
优点：原理简单
cosω0 t ω0
带通 滤波器
vSSB(t)
ω0+Ω 或ω0－Ω
缺点：带通滤波器制作困难 用2Fmin / f0表示相对距离！！
≈
滤波器容易制作
O
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实验十模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）
一、实验目的
1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑制载波双边带调幅和音频信号单边带调
幅的方法。
2.研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数的测量与计算方法。
4.通过实验对比全载波调幅、抑制载波双边带调幅和单边带调幅的波形。
5.了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。
二、实验内容
1、实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
2、实现抑制载波的双边带调幅波。
3、实现单边带调幅。
三、实验仪器
1、信号源模块1块
2、频率计模块1块
3、4 号板1块
4、双踪示波器1台
5、万用表1块
四、实验原理及实验电路说明
幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。
本实验中载波是由高频信号源产生的465KHz高频信号，1KHz的低频信号为调制信号。
振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
a)集成模拟乘法器的内部结构
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要简单得多，而且性能优越。
所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。
集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
1)MC1496的内部结构
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。
MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图10-1所示。
其中V 1、V 2与V 3、V 4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V 5与V 6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。
V 7、V 8为差分放大器V 5与V6的恒流源。
图10-1 MC1496的内部电路及引脚图
2）静态工作点的设定
(1)静态偏置电压的设置
静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-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。
根据MC1496的特性参数，对于图10-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即
ν8=ν10, ν1=ν4, ν6=ν12
15V ≥ν6 (ν12)－ν8 (ν10)≥2V
15V ≥ν8 (ν10)－ν1 (ν4)≥2V
15V ≥ν1 (ν4)－ν5≥2V
(2)静态偏置电流的确定
静态偏置电流主要由恒流源I 0的值来确定。
当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻VR 接正电源+VCC 由于I 0是I 5的镜像电流，所以改变V R 可以调节I 0的大小，即 5007.050+-=≈R CC V V V I I 当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-V ee ，5脚通过一电阻V R 接地，所以改变V R 可以调节I 0的大小，即
500
7.050+-=≈R ee V V V I I 根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA ，一般取mA I I 150=≈。
在本实验电路中V R 用6.8K 的电阻R 15代替.
2、实验电路说明
用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图10-2（见P.65）所示。
图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（＋12V ，－8V ），所以5脚偏置电阻R 15接地。
电阻R 1、R 2、R 4、R 5、R 6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。
载波信号加在V 1－V 4的输入端，即引脚8、10之间；载波信号Vc 经高频耦合电容C 1从10脚输入，C 2为高频旁路电容，使8脚交流接地。
调制信号加在差动放大器V 5、V 6的输入端，即引脚1、4之间，调制信号V Ω经低频偶合电容E 1从1脚输入。
2、3脚外接1K Ω电阻，以扩大调制信号动态范围。
当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。
已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚6、12之间）输出。
五、实验步骤
1、连线框图如图10-2所示
图10-2 模拟乘法器调幅连线框图
抑制载波振幅调制：
1）P1端输入载波信号，调节平衡电位器W1，使输出信号V O （t ）（TP6）中载波输出幅度最小（此时MC1496的1、4脚电压相等）。
2）再从P3端输入音频信号（正弦波），逐渐增加输入音频信号频率，观察TP6处最后出现如图10-3所示的抑制载波的调幅信号。
（将音频信号频率调至最大，即可测得清晰的抑制载波调幅波）
t
v
图10-3 抑制载波调幅波形
全载波振幅调制：
1）先将P1端输入载波信号，调节平衡电位器W1，使输出信号V O （t ）（TP6）中有载波输出（此时V 1与V 4不相等, 即MC1496的1、4脚电压）。
2）再从P3端输入音频信号（正弦波），逐渐增大音频信号频率，TP6最后出现如图11-4所示的有载波调幅信号的波形，记下AM 波对应V max 和V min ，并计算调幅度m 。
t
图10-4 普通调幅波波形
抑制载波单边带振幅调制：
1）步骤同抑制载波振幅调制，将音频信号频率调到10KHz ，从P5（TP7）处观察输出波形。
1） 比较全载波调幅、抑制载波双边带调幅和抑制载波单边带调幅的波形。
六、实验报告要求
1、整理实验数据，画出实验波形。
2、画出调幅实验中m＝30％、m＝100％、m > 100% 的调幅波形,分析过调幅的原因。
3、画出当改变W1时能得到几种调幅波形，分析其原因。
4、画出全载波调幅波形、抑制载波双边带调幅波形及抑制载波的单边带调幅波形，比较三者区别。