东 北 石 油 大 学
课 程 设 计
课 程 高频电子线路 题 目 幅度调制电路的设计
院 系 电子科学学院 专业班级 电信10- 1 班 学生姓名 学生学号 指导教师
2014年 2月 28日
东北石油大学课程设计任务书
课程 高频电子线路 题目 幅度调制电路的设计 专业
电子信息工程 姓名 学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容
本题目为集成模拟乘法器应用设计之一，即设计幅度调制电路。通过本次电路设计，掌握集成模拟乘法器的基本原理及其所构成的幅度调制电路的设计方法、电路调整及测试技术。加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。 2、基本要求
(1) 采用集成模拟乘法器设计幅度调制；
(2) 调整平衡调节电路分别实现抑制载波的双边带调幅和有载波的普通调幅； (3) 另外再设计一种利用模拟乘法器实现的其它高频功能电路，并分析工作原理。 3、主要参考资料
[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.
[2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000. [3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.
完成期限 2月24日-2月28 日 指导教师 专业负责人
2014 年 2 月 21 日
东北石油大学本科生课程设计（报告） 一、电路基本原理
1、基本原理
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。本实验中载波是由实验箱的高频信号源产生的10MHz高频信号，利用DDS信号发生器输出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。
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。高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调过程，均可视为两个信号相乘的过程。
MC1496是双平衡四象限模拟乘法器，电路如图1所示。引脚⑧与⑩接输入电压Ux，①与④接另一输入电压Uy，输出电压Uo从引脚⑥与⑿输出。引脚②与③外接电阻R8为电流负反馈电阻，可调节乘法器的信号增益，并扩展输入电压Uy的线性动态范围。引脚⒁为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）。
图1 模拟乘法器
模拟乘法器是一种完成两路互不相关的模拟信号 （连续变化的两个电压或电流）相乘作用的电子器件。它是利用晶体管特性的非线性巧妙的进行结合实现调幅的电路。使输出中仅保留晶体管非线性所产生的两路输入信号的乘 这一项，从而获得良好的乘法特性。
MC1496内部电路图中，晶体管T1～T4组成双平衡差分放大器T5～T6组成 单差分放大器，晶体管T7、T8及其偏置电阻作为T5～T6的恒流源。
它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极
1
东北石油大学本科生课程设计（报告） （即引出脚⑹、⑿之间）输出。
为了扩展乘法器的输入线性动态范围，在引脚“2”和“3”之间接了一个电阻R7（1KΩ）,它的作用为晶体管T5、T6形成串联电流负反馈。因此扩大了Vx的输入线性动态范围，其目的输入线性化。
2、设计框图
(1)对传输信号进行调制的原因
根据电磁波理论，天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。如声音信号的频率范围为 0.1 ~ 6 kHz。设 f = 1 kHz，λ=C/ƒ=3×108/103=3×105（m），显然，低频信号直接发射是不现实的。 (2)调制
调制(Modulation)— 将低频信号装载于高频信号。 (3)调制的方式
调幅 AM (检波) 、调频 FM (鉴频) 、调相 PM (鉴相) (4)信息传输系统
输入信息低频电信号已调信号已调信号低频电信号输出信息 输入变换器 发送 设备 信道
接收 设备 输出变换器 图2程序框图
二、设计方案
1、总体设计电路
用低频信号去改变高频信号的幅度，称为调幅。经调幅后的高频信号称调幅信号，把没有调幅的等幅高频信号称为载波信号，它是运载低频信号的工具。
采用模拟乘法器构成的调幅电路如下所示。调幅系数表示载波受低频信号控制的程度，为了不产生调幅失真，要求UYQ≧UΩm。
2
东北石油大学本科生课程设计（报告）
图3电路原理图
2、元件参数的确定
MC1496可采用单电源，也可采用双电源供电，其直流偏置由外接元器件来实现。 1脚和4脚所接对地电阻R5、R6决定于温度性能的设计要求。若要在较大的温度变化范围内得到较好的载波抑制效果（如全温度范围-55至+125），R5、R6一般不超过51Ω；当工作环境温度变化范围较小时，可以使用稍大的电阻。
R1-R4及RP1为调零电路。在实现双边带调制时，R1和R2接入，以使载漏减小；在实现普通调幅时，将R1及R2短路（关闭开关S1、S2），以获得足够大的直流补偿电压调节范围，由于直流补偿电压与调制信号相加后作用到乘法器上，故输出端产生的将是普通调幅波，并且可以利用RP1来调节调制系数的大小。
5脚电阻R7决定于偏置电流I5的设计。I5的最大额定值为10mA，通常取1mA。由图可看出，当取I5=1mA，双电源（+12V，-8V）供电时，R5可近似取6.8kΩ。
输出负载为R15，亦可用L2与C7组成的并联谐振回路作负载，其谐振频率等于载频，用于抑制由于非线性失真所产生的无用频率分量。VT1所组成的射随器用于减少负载变化和测量带来的影响。
三、电路调试与仿真分析
1、电路调整及测试
(1)载波输入端平衡调节
在调制信号输入端IN2输入调制信号UΩ（t），UΩ（t）为f=1KHz幅度为100mV（VP-P）的正弦信号。将示波器接至OUT处，调节电位器RP2，使示波器上输出的波形幅度最小。（然后
3
东北石油大学本科生课程设计（报告） 去掉输入信号UΩ）。
(2)抑制载波调幅（在载波输入端平衡的状态下进行）
输入端IN1输入载波信号UC（t），UC（t）为f=465KHz，幅度UC（p-p）=30mv的正弦信号，将示波器接至OUT处。调节RP1，使输出电压Vo最小。
输入端IN2输入调制信号UΩ（t），其频率为1KHz，幅度由零逐渐增大，当UΩ（p—p）为几百毫伏时，将出现如图2所示的抑制载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出波形出现漏载信号。可通过调节电位器RP2来改善波形的对称性。
图4抑制载波调幅波
2、实验调试结果
(1)输入失调调零
将高频输入信号Uc加至高频输入端。其频率为500KHz, 幅度为Uc≤0.1v左右（参考值）。让低频信号输入端接地,调节电位器Rt1使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）,然后撤除高频信号。
将低频信号加入低频信号的输入端，其频率为1KHz,幅度为uc≤0.3v左右（参考值）让高频信号输入端接地,调节电位器Rt2使输出的波形幅度较小且不失真（用示波器观察）。 重复上述（1）、（2）调试过程，使输出波形最小,至此即完成集成块输入失调调零。 （2）、双边带调幅
由于载波本身不包含信息，为了提高设备的功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边调幅，用DSB表示。
调节电位器Rt1，用万用表测试Tp1和Tp2间的电压U12＝0时，加入高频信号频率100kHz～1240kHz，Vcp－p＝50mv（或40mv）。此时不加低频信号。
高频频率、幅度不变。加入低频信号频率为1kHz、Vp－p＝200mv。
高频信号、低频信号的频率、幅度均不变，调节电位器Rt2当反时针旋转到底、顺时针旋转到底。
（3）、普通调幅（全载波调幅）
调节RP1使UAB=0.1V（万用表直流电压测得）。输入端IN1输入载波信号U（，为f=465KHz，Ct）幅度UC（P-P）=100mV的正弦信号；输入端IN2输入低频调制信号UΩ（t），其频率为1KHz，幅度UΩ（P-P）由零逐渐增大。示波器接至输出端OUT处，此时可观察到输出信号Uo（t）的幅度发生变化。当UΩ（P-P）增大到一定程度时，将出现如图4所示的普通调幅信号波形。
4
东北石油大学本科生课程设计（报告） 公式（1）
图5普通调幅波
3、仿真分析
图6仿真图
通过仿真图可以看出，在输入载波频率和调制信号频率时，要实现普通调幅波调幅或双边带调幅波调幅，必须通过调幅电路产生新的频率分量。从本图可以分析出，此电路达到了调幅的要求。
m=
5
东北石油大学本科生课程设计（报告） 四、总结及体会
通过这次课程设计,我明白了一个道理,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。不亲自实践一下,总觉得自己什么都会了,但是到真要用到的时候,才发现原来一切都是纸上谈兵。通过一周的高频设计，我发现了很多问题是从课本上学不到的，所以刚开始拿到设计课题是时候有些不知所措，不知道该干什么,不过经过和同组人的共同探讨和学习，我逐渐把握住了思路，并开始了设计。
通过本课题的设计，增强了我的高频设计能力，巩固所学的理论知识，进一步深入了解集成模拟乘法器MC1496的工作原理，在一定程度上掌握了调幅器与检波器的设计原理用来实现抑制载波的双边带调幅和有载波的普通调幅。掌握这些后对调幅波信号进行解调，采用设计的二极管包络检波器、低道滤波器电路来实现。在此次高频电子线路课程设计中，我综合运用了所学知识，构成了新的知识框架，提高了对知识的理解与实际运用能力，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则，提高了知识运用的综合能力。
总的来讲，本次课程设计对于我来说有很大的意义。通过本次课程设计，我有一种温故知新感觉。不仅对原有知识进行了巩固，还增加了不少新的知识，即使在设计中并没有用到所有新的知识，但我学会了，就是我的财富，今后我一定会好好加以利用。同时，我在以后的学习生活当中一定会牢牢记住这次课程设计给我的经验和教训，在学习工作中更加努力和细心，学有所用才是硬道。唯有加以实践,才能掌握的更加牢固。
6
东北石油大学本科生课程设计（报告） 参考资料
[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.
[2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 广州：华南理工大学出版社，2000. [3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.
7
东北石油大学课程设计成绩评价表
课程名称 题目名称 学生姓名 序号 评价项目 工作量、工作态度和出勤率 学号 高频电子线路 幅度调制电路的设计 指导教师姓名 职称 满分 评分 指 标 按期的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。 课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问1 20 2 课程设计质量 题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。 45 3 4 总分 创新 答辩 工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。 能正确回答指导教师所提出的问题。 5 30 评语： 指导教师： 2014 年 3 月 3 日
