基于MC1496的振幅调制、同步检波电路的实现与仿真
【摘要】本文分析了一种基于集成模拟乘法器MC1496的振幅调制电路、同步检波电路，具体给出了偏置电流和偏置电压。详细介绍了抑制载波以及有载波的调幅实现过程，电路的同步检波实现过程，并利用multisim仿真软件对结果做了仿真分析，调制和检波波形正确清晰。
【关键词】MC1496；调制；检波 1.引言
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，采用集成模拟乘法器实现比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。目前在无线通信、广播电视等方面也得到了广泛的应用。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。本文主要分析了一种利用MC1496实现的振幅调制以及同步检波电路，给出了具体的静态偏置电流和偏置电压，给出了具体的调制信号和载波信号频率，并给出了multisim仿真波形。
2.基于MC1496集成模拟乘法器的振幅调制、同步检波电路 2.1 MC1496特性分析
MC1496是双平衡四象限模拟乘法器，由互补双极性工艺制作而成，它具有以下优良特性：四个独立输入通道，四象限乘法信号，电压输入电压输出，乘法运算无需外部元件，电压输出：W=（X×Y）/2.5V，其中X或Y上的线性度误差仅为0.2%，具有优良的温度稳定性，温度漂移小于0.005%/℃，模拟输入范围为±2.5V，采用±5V电压供电，点噪声电压仅为0.3μV/Hz，Y通道总谐波失真噪声仅为0.02%的，四个8MHz通道的总静止功耗仅为150mW，工作温度范围为-40℃～+85℃。
乘法器的内部非线性是器件的固有误差。它指的是所有成对输入值的实际输出与理想的线性理论输出值之间的差值。其定义是在完全没有电流误差时，误差量与满刻度的百分比。在最坏的情况下，MC1496的X输入端的最大非线性也小于0.2%，Y输入端的最大非线性仅为0.06%。因此，在应用于调制解调器时，最好将载波信号由X输入端输入，而实际信号也就是调制信号由Y输入端输入。
2.2 振幅调制电路
振幅调制是载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变换过程，利用模拟乘法器实现需要把调制信号叠加直流后和载波相乘。通常载波信号为高频信号，可以表示为，调制信号为低频信号，可以表示为，则调幅信号的表达式为：
（1）
由MC1496构成的振幅调制器电路如图1所示。
其中载波信号UC经高频耦合电容C2从端输入，C3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号经低频耦合电容C1从端输入，C4为低频旁路电容，使4脚接地。调幅信号从12脚单端输出。器件采用双电源供电方式，分别接入+12V和-8伏直流电源，所以5脚的偏置电阻R5接地，器件的静态偏置电流或，即：
（2）
脚2与3间接入负反馈电阻，以扩展调制信号的的线性动态范围，增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减少。
电阻R6、R7、R8及RL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，所以阻值的选取应满足式（2）的要求。对于图2所示电路参数，测量器件的静态（，）偏置电压为：
R1、R2与电位器RP组成平衡调节电路，改变RP可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制，操作过程如下：
端输入载波信号，这里我们使其频率，峰—峰值。端输入调制信号，使其频率，由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚1和4分别接电阻R3和R4，可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。
2.3 同步检波电路
MC1496模拟乘法器构成的同步检波解调器电路如图2所示。
其中ux端输入同步信号或载波信号uC，uy端输入已调波信号us。输出端接有由R11与C6、C7组成的低通滤波器及隔直电容C8，所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调。
电路的解调操作过程如下：首先测量电路的静态工作点应与图2电路的静态工作点基本相同，再从端输入载波信号uC，这里我们使其，。先令，调节平衡电位器RP，使输出，即为平衡状态。再从端输入有载波的调制信号us，其，，，调制度，这个信号可以来自于上述调制器产生的调制信号，这时乘法器的输出经低通滤波器后的输出，经隔直电容后的输出为有载波信号解调。调节电位器RP可使输出波形的幅度增大，波形失真减小。
2.4 仿真结果
利用multisim仿真得到的有载波调幅波波形如图3所示，检波波形如图4所示。图中调幅波的调制度=0.2，产生的为普通调幅波。检波周期为1.002ms，检波频率为1KHz，刚好为输入的调制信号，说明检波电路成功解调出调制信号。
3.结束语
本文分析了集成模拟乘法器MC1496实现的振幅调制电路和检波电路，利用Multisim对电路进行了仿真，由于是理想化的模拟过程，没有真实电路环境的干扰和影响，因而实验结果比较准确。同时可通过改变参数对电路性能进行快速准确地分析，达到最佳实验效果。仿真的过程能够很好的加深学生对振幅调制及检波电路原理的理解，是高频电子线路（非线性电子线路）课程课堂教学很好的资源。同时，利用模拟乘法器实现振幅调制电路，同步检波电路比采用分立器件简单，稳定，模拟乘法器具有工作频带宽、温度稳定性好、运算精度高、速度快、成本低等优点，可用于大型无线电收发信机。随着近几年电子元件制作工艺越来越精湛，调制与解调在通信领域必将会有更广泛的应用。
参考文献
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