乘法器的混频器设计方案修改.docVIP

运用乘法器MC1596设计一个混频器，实现本地振荡信号与高频输入信号的乘积运算，并通过带通滤波器提取出混频后的中频信号。 输入 （1）MC1596的工作频率范围0～300MHz; （2）系统电路要求正负双电源供电，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。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。 主要内容为基于MC1596的混频器应用设计与仿真。阐述了混频电路的基本原理， 模拟乘法器MC1596工作原理 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。 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。 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[8]。其内部电路如图2-1所示，其中、、、、、和等组成多路电流源电路，、、为电流源的基准电路，、分别供给、管恒值电流，为外接电阻，可用以调节的大小。由、两管的发射极引出接线端2和3，外接电阻，利用的负反馈作用，以扩大输入电压的动态范围。为外接负载电阻。 根据差分电路的基本工作原理，可以得到 (2-1) (2-2) (2-3) 式中、、、、 、分别是三极管、、、、、的集电集电流。为温度的电压当量，在常温T=300K时，。MC1596管脚和符号如图2-1、2-2所示： 图2-1 MC1596的管脚排列 图2-2 MC1596符号 幅度调制 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，振幅调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。在幅度调制过程中，根据所取出已调信号的频谱分量不同，分为普通调幅（AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB）等。它们的主要区别如表2-1所示。 表2-1 普通调幅与双边带调幅的区别 普通调幅 抑制载波双边带调幅 电压表达式 波形图 信号带宽 如果把已调调幅波加到负载电阻R上，则载波和边频都将给电阻传送功率，它们的功率分别表示为： 载波功率： (2-8) 每个边频功率（上边频或下边频）： (2-9) 上、下边频总功率： (2-10) 称为调幅指数即调幅度，是调幅波的主要参数之一，它表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度，一般。 普通调幅电路的原理框图如图2-3（a）所示，双边带调幅电路的原理框图如图2-3（b）所示 图2-3（a）普通调幅波实现框图 图2-3 （b）双边带调幅波实现框图 MC1596的特性及应用 MC1596的特性 MC1596是MOTOROLA公司设计的一种多功能集成电路，有金属封装，陶瓷封装和塑料封装三种形式。作平衡调制器使用时，它具有很好的载波抑制能力，典型值是：（1）f（出）=0.5MHz时为65dB;(2)f（入）=10MHz时为50dB,具有平衡输出平衡输入的特性，高的共模抑制（典型值为85dB）,增益可调，信号变化范围宽，功耗低（典型值为33mW）。通常在+12V电源供电下工作，温度范围（民品）MC1496为0～70℃ （军品）MC1596为-55～125℃ 工作原理 MC1596的内部电路如图（2-4）所示，它由2个恒流源（T7、T8）、2个标准差分放大器（T5、T6）推动上部分的两对晶体管差分对（T1-T2；T3-T4）所组成。该电路属典型的双差分对调制电路，交叉耦合的集电极构成推挽输出(6脚和9脚)，每个输出端通过外加负载（电阻）接到电源正端。输入也是推挽方式，也是在单元两半部分之间进行交叉耦合。在双端输出时，其输出电压正比于i8—i9,其中i6=i1+i3,i9=i2+i4，所以 i=i6-i9 =(i1+i3)-(i2+i4) =(i1-i2)-(i4-i3) (2-11) 式中（i1-i2）是由T1、T2和恒流I5组成的差分对的输出电流。这两个差分对的输入的输出电流，（i4-i3）是T3、T4和恒流源I6组成的差分对的输出电流。这两个差分对的输入差模电压都是UC（载波信号电压），由理论上已经证明，差分都每一管的电流随输入差模电