模拟乘法混频实验报告
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。
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）。
南昌大学通信电子线路课程设计——模拟乘法器混频
课程设计一、实验目的1.设计模拟乘法混频器二、实验内容2.设计模拟乘法混频器的电路3.用万能板做出模拟乘法混频器4.利用信号发生器、示波器测试模拟乘法混频器三、实验原理及实验电路说明在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。
这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。
对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。
进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。
该参考频率通常称为本机振荡频率。
本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。
当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。
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。
本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。
因为模拟相乘器的输出频率包含有两个输入频率之差或和，故模拟相乘器加滤波器，滤波器滤除不需要的分量，取和频或者差频二者之一，即构成混频器。
图4-1所示为相乘混频器的方框图。
设滤波器滤除和频，则输出差频信号。
图4-2为信号经混频前后的频谱图。
我们设信号是：载波频率为S f 的普通调幅波。
本机振荡频率为L f 。
设输入信号为t V v S S S ωcos =，本机振荡信号为t V v L L L ωcos = 由相乘混频的框图可得输出电压t V tV V K K v S L S L S L M F )cos()cos(2100ωωωω-=-=式中 SL M F V V K K v 210=定义混频增益M A 为中频电压幅度0V 与高频电压S V 之比，就有LM F S M V K K V V A 210==图4-3为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。
R7图4-3 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。
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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。
VsV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。
五、实验注意事项1、测量时应用双踪同时观察本振-载波，载波-中频，以便比较。
2、本实验用到晶振输出信号。
因此，在进行本实验前必须调整好晶振的输出，使之满足本实验的要求。
六、思考题1、除乘法器外，还有哪些器件可组成混频器？试举例说明。
混频器常用的非线性器件还有二极管、三极管、场效应管等。
2、分析寄生干涉的原因，并讨论预防措施。
原因：干扰频率通过寄生通道形成。
混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。
它们和输入信号电压VS、本振电压VL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。
预防措施：减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。
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。
混频器实验预习报告
混频器实验预习报告学号201300121126 姓名牛梦豪试验台号22（一）模拟乘法器的应用(混频)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、进一步掌握用集成模拟乘法器（MC1596/1496）实现混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：1、集成模拟乘法器原理：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、开方等。
单片集成模拟乘法器MC1496/1596的内部电路及引脚排列如下图所示。
a）内部电路b ）引脚排列图中晶体管VT1～VT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成单差分放大器，用以激励VT1～VT4；VT7、VT8、VT9及相应的电阻等组成多路电流源电路、VT9、VT8分别给VT5、VT6、提供0I /2的恒流电流；R 为外接电阻，可用以调节0I /2的大小。
另外，由VT5、VT6两管的发射级引出接线端2和3，外接电阻Ry ，利用Ry 的负反馈作用可以扩大输入电压2u 的动态范围。
c R 为外接负载电阻。
MC1496型模拟乘法器只适用与频率比较低的场合，一般工作在1MHZ 以下的频率。
双差分对模拟乘法器MC1496/1495的差值输出电流为：22x yy T v v i t h R V ⎛⎫≈ ⎪⎝⎭MC1496/1596广泛用于调幅及解调、混频等电路中，但应用时VT1、VT2 、VT 3、VT4 、VT5、VT6晶体管的基极均需外加偏置电压（即在8与10端、1与4端间加直流电压），方能正常工作。
通常把8、10端称为X 端Y 端，输入参考电压1v ；4、1端称为Y 输入端，输入信号电压2v 。
(优选)实验四模拟乘法器应用实验
扩展命题
1. 用模拟乘法器实现鉴频:实验电路如图2。输入 信号Us其载频fc=10.7MHz，调制频率F=1KHz， 频偏Δfm=75KHz,载波幅度Ucp.p=40mV,观察 Uo(t)，并测出整个电路的特性曲线.即鉴频特 性曲线(本实验用扫频仪进行),扫频仪的使用 请参考本章第一节相关内容。图2给出的是用 模拟乘法器MC1596实现的相位鉴频电路。其中 C1与并联谐振回路LC共同组成线性移相网络， 将调频波的瞬间时频率变化转变为瞬时相位的 变化（即FM波变为FM－PM）。MC1596的作用是 将FM波与FM－PM波相乘，输出端接集成的差分 放大器将双端输出变为单端输出，再经RC构成 的LPF输出。
a.调平衡：将乘法器y输入端接地,即Uy(t)=0,x输 入器R端W使加U入o(tf)x==500。0KHz,Ux=50mV的输入信号,调电位 b 分 别 加 入 fx=500KHz,Ux=50mV;fy=50KHz,Uy=200mV 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 倒相现象。
a:保持Ux（t）不变，改变Uy值：50mV、100mV、 150ｍV、200mV、250mV时，观察Uo(t)的变化， 并作出m～Uy(t)关系曲线（*m指以调信号的调幅 系数测试时可用公式m=(A-B)/(A+B)）
b:保持Uy(t)不变，fy由小到大变化时，输出波 形又如何变化？
3.用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。
图4:平衡调制框图如下：
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。
实验5 乘法器的应用3---混频器实验
实验5 乘法器的应用3---混频器实验一、实验目的1.熟悉集成电路实现的混频器的工作原理。
2.了解混频器的多种类型及构成。
3.For personal use only in study and research; not for commercial use4.5.了解混频器中的寄生干扰。
二、预习要求1.For personal use only in study and research; not for commercial use2.3.预习混频电路的有关资料。
4.认真阅读实验指导书，对实验电路的工作原理进行分析。
三、实验仪器1.双踪示波器2.高频信号发生器（最好有产生调制信号功能的信号源）3.频率计4.实验板GPMK7四、实验电路说明目前高质量的通信接收机中多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，本实验采用的是集成模拟乘法器（MC1496）构成的混频电路。
用模拟乘法器实现混频，只要u x端和u y端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频如1.5MHz，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图所示5-1 混频原理框图若u x (t)=U s cosωs t u y(t)=U c cosωc t则u c(t) = KU s U c cosωs t·cosωc t=1/2 KU s U c［cos(ωc+ωs )t+ cos(ωc-ωs )t］ωc-ωs =ωi 为某中频频率。
由MC1496 模拟乘法器构成的混频器电路如图5-2所示。
注意：电源+12V -12V本振信号U C（频率为6MHz）接到乘法器的⑽脚，将调幅波信号U S（频率为4.5MHz）接到乘法器的⑴脚，混频后的中频信号由乘法器的⑹脚输出，经形带通滤波器（其调谐在1.5MHz，带宽为450KHz）由电路输出端OUT得到差频（1.5MHz）信号（即：所谓中频信号）。
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U S和本振电压U C外，不可避免地存在干扰和噪声信号。
模拟乘法器实验报告
模拟乘法器实验报告
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实验课程名称：_高频电子线路
图1-1 1496构成的振幅调制电路电原理图图中载波信号经高频耦合电容C1输入到Uc⑩端，C3为高频旁路电容，使⑧交流接地。
调制信号经高频耦合电容C2输入到
为高频旁路电容，使①交流接地。
调制信号UAM从⑿脚单端输出。
电路
供电，所以⑤脚接
此，改变
的大小，即：
VEE=-8V，I5=1mA时，可算得：<MC1496器件的静态电流一
＝1mA左右）
R5={<8-0.75）/<1X10-3）}-500=6.75KΩ取标称
，，
所以取：R1=R2=1K R3=51Ω R4=R5=750Ω，R6=R7=1K
引脚⑧⑩①④⑥12 ②③⑤⑦14 电压<V
）。
实验测得信号波形如图1-3
时，过零点为一条直线。
1-4 图1-5
申明：
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模拟乘法混频实验报告
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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。
Vs
V L
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。
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为选频回路。
本实验中输入信号频率为fs＝，本振频率fL＝。
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。
三、实验仪器与设备
高频电子线路综合实验箱；
高频信号发生器；
双踪示波器；
频率计。
四、实验步骤
1.打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。
2、用实验箱的信号源做本振信号，将频率L f=（幅度V LP-P＝300mV左
右）的本振信号从J8处输入（本振输入处），用示波器观察J9处中频信号波形。
3、将频率fs=（幅度Vsp-p=300mv左右）的高频信号（由3号板提供）从相乘混频器的输入端J7输入，用示波器观察J9处中频信号波形的变化。
4、用示波器观察TH8和TH9处波形。
5、改变高频信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压V i的幅
输出中频电压V i的幅值随着高频信号电压幅度的增大而增大。
6、改变本振信号电压幅度，用示波器观测，记录输出中频电压V i的幅值，
输出中频电压V i的幅值不随本振信号电压幅度的变化而变化。
7、用频率计测量混频前后波形的频率。
混频前：，混频后：。
8、混频的综合观测（需外接信号源）
令高频信号发生器输出一个由1K音频信号调制的载波频率为的调幅波，作为本实验的载波输入，外接信号源输出的本振信号，用示波器对比观察J9处和调制信号的波形。
五、实验注意事项
1、测量时应用双踪同时观察本振-载波，载波-中频，以便比较。
2、本实验用到晶振输出信号。
因此，在进行本实验前必须调整好晶振的输出，使之满足本实验的要求。
六、思考题
1、除乘法器外，还有哪些器件可组成混频器试举例说明。
混频器常用的非线性器件还有二极管、三极管、场效应管等。
2、分析寄生干涉的原因，并讨论预防措施。
原因：干扰频率通过寄生通道形成。
混频器件工作在非线性状态，不可避免地存在干扰和噪声作用在混频器上。
它们和输入信号电压VS、本振电压VL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。
预防措施：减少非线性失真的各种组合频率干扰，选择器件特性接近平方律或近似理想相乘器。
七、实验总结
1、本振频率与载波频率和镜象干扰频率之间的关系
f镜象—f载波=2 f中频
本实验中，f中频=f本振—f载波
则有2 f本振= f镜象+f载波
2、归纳信号混频的过程
所谓混频，就是利用非线性元件，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。