MC1496设计的AM调幅器

1、桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第1页共9页引言在通信系统中，从消息变换过来的信号是频率很低的电信号，其频谱特点是包括（或不包括）直流分量的低通频谱，如电话信号的频率范围在300到3000Hz,称为基带信号。这种基带信号在很多信道中不能直接传播为了使基带信号适宜在信道中传输，就需要采用调制解调技术。调制通常可以分为模拟调制和数字调制两种方式。在本系统中，基带信号和载波信号都为连续的正弦波，采用集成模拟乘法器MC1496实现AM模拟调制。本文将通过集成模拟乘法器芯片MC1496的原理、作用和功能出发，阐述整个设计过程。整个课程设计将丰富读者的应用知识。也为MC1496芯片的应用和功能多添

2、一项展示。课程设计的目的和任务掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的流程。能够自己设计绘制电路原理图并根据原理图以及元器件实物设计并制作小工艺品。熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。能够正确识别和选用常用的电子器件。了解电子产品的焊接、调试方法。根据所学知识设计一个基于MC1496的AM调制器，要求载波在6M-10M之间。要求作品功能表现突出，结构明确。认真调试作品，并记录主要数据和波形，并且仔细撰写课程设计报告。硬件电路设计2.1设计方案设计的调制器，在能在6M-10M的载波信号下调制；能够使调制

3、器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制；2.2如何实现调制所谓“调制”就是对信号源的信息进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 页共9页桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页图2-1(a)图

4、2-1(a)2.3AM调制原理标准振幅调制(AmplitudeModulation,AM)是一种相对便宜的，质量不高的调制形式。主要用于声频和视频的商业广播。我们首先讨论单频信号的调制情况。如果设单频调制信号治、_()，载乙片波，那么调幅信号(已调波)可表示为：式中，为已调波的瞬时振幅值(也称为调幅波的包络函数)。由于调幅信号的瞬时振幅与调制信号成线性关系，即有：k(iUqtyiCO=ucm(1+當cosQt)式中，/为比例常数，一般由调制电路的参数决定；I为调制系数，g反映了调幅波振幅的该变量，常用百分数表示。把式(1.2)带入伍.1)，可调幅波的表达式为：Ucmcos石号uam=Ucm(+

5、macosQt)COS(ct桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页图2-1(a)图2-1(a)帥別Input12-14VeeanAdjust2iaN/CGainAdjustaiaOutput舸alInput4hVCBias510CanrInpiAlApUL6sN/GWG7InputGanierU可见，要完成AM调制，Ucmcoscjct+Ucmrnacosltcos(jjct2.4MC1496芯片介绍MC1496PG是摩托罗拉(Motorola)公司生产的一款单片集成模拟乘法器，该芯片内部非常简单，只集成了8个晶体管。它是一

6、款可应用于抑制载波调幅、普通调幅，同步解调，FM解调，相位解调等应用的模拟乘法器，其性能良好，外围电路简单，十分适合在普通调幅器中选用。引脚图如图2-1(a)所示其主要特性有：极好的载波抑制度-50dBtyp10MHz可调节的增益与信号处理平衡输入输出-85dB典型值的高共模抑制比桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 页共9页图2-2图2-2MC1496为平衡调制器的核心器件，其内部结构原理图如图2-l(b)所示。MC1496中包含了由带双电流源的标准差动放大器驱动的四个高位放大器.输出集电极交叉耦合，故产生了两输入电压的全波平衡调制

7、乘积现象。其中载波输入(CarrierInput)输入至4个三极管组成的双差分放大器，信号输入(SignalInpU输入至2个三极管组成的单差分放大器用以激励载CartierI叩lH丿(*)e加1阿10卜)Vcfc=4111P1SnalvInputaVeeI*0-HnnunbarsperGpac鈕越桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计(论文)报告用纸第 #页共9页图2-2图2-2波。图2-1(b)最上的四个三极管构成两对差动放大器；中间两个三极管也构成一对差动放大器,用于激励上述两对差动放大器及相关的偏置电路；下面两个三极管构成恒流源电路。引脚8与10

8、接输入电压V，引脚1与4接另一输入电压V；输出电压V从引脚6与12120输出。引脚2和3外接电阻Ry对中间一对差分放大器产生电流负反馈，以扩展输入电压的线性动态范围。采用双电源供电时，引脚14接负电源；若采用单电源供电，脚14接地。2.5原理图设计用MC1496设计调幅电路时除了遵循上述原则外，还要考虑共模摆幅、互导纳带宽、耦合和旁路电容、输出信号、信号端口的稳定性等因素的影响。综合以上各种因素，最终设计出的AM调制器的原理图如图2-2所示：桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共9页图3-2抑制载波调幅波2.6几个重要参数的计算M

9、C1496可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电。器件的静态工作点由外接元件确定。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c-b间电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据上述内部电路图及特性参数，应用时，静态偏置电压（输入为0时）应满足下列关系，即桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共9页图3-2抑制载波调幅波桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页图3-2抑制载波调幅波（15V仏,如2）-（呦皿。）2V（処血o）-（切，4）2.

10、7V一般情况下，晶体管的基极电流很小（对于如）一对差5）大2.7极18,110,11,14可以忽略不记，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源10的值确定。ee0.7V念+般取胆丿5吏1mA现MC1496PG为双电源工作，其恒流源10可由下式确定：T小1丄丄秽根据MC1496PG的特性参数，右。图中R11取值为6.8K，经计算。打（器件的总耗散功率可由下式估算-14）+了5（5+饥14）Pl0T（aPD应小于器件的最大允许耗散功率（33mW）。2.7PCB的布线与电路板的制作PCB板讲究布线优美，元件放置紧凑，外观精致美观。因此该门铃的PCB用了圆滑的圆滑曲线布线，没有坚硬的棱角。宽度为0.8mm

11、的宽线绘制，不用担心干扰问题。最终绘制成的PCB版图请参见附录（图1）。绘制PCB时，想要作品美观，则需事先买好元器件。然后根据器件的实际规格绘制PCB封装，进而再绘制PCB板，这样才可以将器件放置得整齐紧凑，而不用担心封装问题。AM调制器的实际测试3.1初步硬件测试接通电源，测量隹两端电压约为6.8V，可计算出静态工作电流约为1mA，静态桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页图3-2抑制载波调幅波工作点设置正常。调制信号对地短接，载波输入端加入频率6MHz、幅度50mVpp的正弦波，输出端接至示波器，可以看到示波器上显示6MH

12、z正弦波，调节电位器斤可以改变输出正弦波幅度，硬件基本正常。123.2性能测试3.2.1有载波振幅调制输入频率6MHz，幅度40mVpp正弦信号至载波输入端。输入频率20KHz,幅度lOOmVpp正弦信号至调制信号输入端。调节电位器可得到如图3-1所示有载拨振幅调制波形。调节斤，可以改变调制系数，使得调制系数在0-1间连续变化。3.2.2抑制载波振幅调制输入频率6MHz，幅度40mVpp正弦信号至载波输入端。输入频率20KHz，先使幅度为0的正弦信号至调制信号输入端。调节电位器斤，使输出（此此时），再逐渐增加调制信号幅度，则输出信号幅度（，的幅度逐渐增大，最后出现如图3-2所示的抑制载波的条幅

13、信号。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分别接电阻石和百可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。结论通过对此作品整个过程的设计、绘制、制作、调试等方面来看。由MC1496模拟乘法器构成的AM调制器具有稳定性好、功率小、制作简单等优点。由于本课程设计主要在于验证，所选用的模拟乘法器为较为廉价的MC1496PG,电路性能基本符合要求。所设计的调幅器实际输出幅度较小，且幅度变化较大，无法直接进行发射。若要进行无线发射，则需要在后级接入AGC（自动增益控制），功率放大等电路。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共

14、9页谢辞本课程设计的顺利完成，首先得益于一路辅导本人的课程设计指导老师赵中华老师，是赵老师的指点才让我能迅速抓住本次课程设计的关键所在。其次，则得益于大学几年来一路授予本人知识的所有老师，使本人有了完成论文所要求知识的积累；使本人有能设计出方案并调制成功的能力。在此对所有老师表示感谢。再次，则得益于周围热心帮助本人的同学们。正是有同学们的帮助，本人才能在完成课程设计过程中感到轻松，让本人感觉到制作课程设计是一件很快乐的事情。在与他人的交流和讨论中我受益匪浅，同时也被同学们刻苦钻研的精神所深深感染。乐于助人，耐心的解答我提出的问题，对我的课程设计论文提出了许多中肯的修改意见，并对一些技术上的细节给予了很大的帮助。最后，再次感谢所有对此课程设计提供帮助的各位导师，同学们！桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 #页共9页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 页共9页参考文献1王卫东，傅佑麟.高频电子电路M.北京：电子工业出版社，2004.8：181200.2樊昌信。通信原理M。北京：国防工业出版社，