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题目应用模拟乘法器实现混频电路的系统仿真设计
学生姓名
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专业
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指导教师
2010年 5 月
目录
摘要 3
第1章模拟相乘器 4
4
第2章混频器 6
7
8
13
第3章 MC1496的介绍 16
16
17
第4章设计总结 19
结束语 20
致谢 21
参考文献 21
应用模拟乘法器实现混频电路的系统仿真设计
摘要
模拟相乘器的主要技术指标是工作象限、线性度和馈通度。工作象限是指容许输入变量的符号范围。只容许ux和uy均为正值的相乘器称为一象限的,而容许ux和uy都可以取正、负值的则称为四象限的。线性度是指相乘器的输出电压u
O与输入电压ux(或uy)成线性的程度。馈通度是指两个输入信号中一个为零时,另一个在输出端输出的大小。
混频是将载波为高频的已调信号,不失真地变换为载波为中间的已调信号,必须保持
①调制类型,调制参数不变,即原调制规律不变。
②频谱结构不变,各频率分量的相位大小,相互间隔不变
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。
fI = fL - fC 或fI = fL+fC (其中fI表示中频频率,fL表示本振频率,fC表示载波频率。一般取差频)
在通信接收机中, 混频电路的作用在于将不同载频的高频已调波信号变换为同一个固定载频(一般称为中频)的高频已调波信号, 而保持其调制规律不变。例如, 在超外差式广播接收机中, 把载频位于535 kHz~1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号, 把载频位于88 MHz~, 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。
由于设计和制作增益高, 选择性好, 工作频率较原载频低的固定中频放大器比较容易, 所以采用混频方式可大大提高接收机的性能。此设计就是利用仿真软件,采用模拟相乘器实现混频电路的。
关键词:模拟相乘器;混频电路
第一章模拟乘法器
1. 基本概念
含义:可实现任意两个互不相关模拟信号相乘的三端口的非线性电子器件
(AM为相乘增益,亦称比例系数或标尺因子)
模拟乘法器是一种完成两个模拟信号(连续变化的电压或电流)相乘作用的电子器件,通常具有两个输入端和一个输出端,电路符号如图1所示。
Ux
图1模拟乘法器电路符号
Uy
Uo
K
若输入信号为, ,则输出信号为:
=k (k为乘法器的增益系数或标尺因子,单位为V.)
根据两个输入电压的不同极性,乘法输出的极性有四种组合,如图2所示的工作象限来说明。
I
(+) (+)=(+)
II
(-) (+)=(-)
III
(-) (-)=(+)
IV
(+) (-)=(-)
图2模拟乘法器的工作象限
若信号、均限定为某一极性的电压时才能正常工作,该乘法器称为单象限乘法器;若信号、中一个能适应正、负两种极性电压,而另一个只能适应单极性电压,则为二象限乘法器;若两个输入信号能适应四种极性组合,称为四象限乘法器。
一个理想的乘法器中,其输出电压与在同一时刻两个输入电压瞬时值的乘积成正比,而且输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的。
对于一个理想的乘法器,当、中有一个或两个都为零时,但在实际乘法器中,由于工作环境、制造工艺及元件特性的非理想性,当
,时,,通常把这时的输出电压称为输出失调电压;当,(或,)时,,这是由于(或)信号直接流通到输出端而形成的,称这时的输出电压为(或)的输出馈通电压。输出是调电压和输出馈通电压越小越好。此外,实际乘法器中增益系数K并不能完全保持不变,这将引起输出信号的非线性失真,在应用时需加注意。
直流和低频传输特性
零输入响应:零输入状态时,是非零的输出,存在误差电压(输出失调电压和馈通误差电压)
直流传输特性(一个输入为直流时)
平方律特性(V1=V2)
非线性传输特性
正弦信号传输特性
第二章混频器
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。
fI = fL - fC 或fI = fL+fC (其中fI表示中频频率,fL表示本振频率,fC表示载波频率。一般取差频)
图7是混频电路组成原理图。混频电路的输入是载频为fc的高频已调波信号us(t)和频率为fL的本地正弦波信号(称为本振信号)uL(t)