模拟乘法器MC1496仿真分析

摘 要：本文利用Multisim10 仿真软件，对模拟乘法器MC1496 构成的调幅电路进行仿真来研究MC1496的外特性，对仿真结果进行了分析并说明MC1496应用时应注意的相关事项。

关键词：mc1496；调幅

中图分类号：TN702文献标识码：A文章编号：1812-2485（2012）03-035-2

1 引 言

在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程，在实验中大多使用模拟乘法器MC1496构成相关功能电路；本文利用multisim10对软件仿真平台，以MC1496 构成的调幅电路为实例进行软件仿真，分析在不同的条件下对MC1496的外特性的影响。

2 创建模拟乘法器MC1496 电路模块

MC1496 是根据双差分对模拟相乘器基本原理制成的乘法器芯片，用来实现调幅电路具有电路简单，调试方便的优点，但在multisim10的仿真元件库中没有这个元器件，因此必须创建MC1496的内部结构图，创建MC1496内部结构如图1所示，子电路如图2所示。

图1：MC1496电路模块

图2：MC1496子电路

3 MC1496 构成的调幅电路及检波电路仿真

3.1 MC1496 构成的调幅电路

利用已经生成的MC1496 子模块，参考MC1496数据手册或实验指导书选择电路元件，创建双边带调幅仿真电路，如图3所示。

图3：MC1496构成的调幅电路

实验中，我们主要关注的是电阻R4，引脚5连接的对地电阻R5及2,3引脚间的电阻R23；R5决定了模拟乘法器的静态工作电流，为了保证MC1496工作于小信号放大状态，R5必须选择合适的值；R23来调正调制信号的输入线性动态范围，同时控制乘法器的增益。

3.2 仿真电路数据测试

3.2.1 MC1496的直流工作点。根据MC1496的特性参数，实际应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系（以图3为例，下式中vx代表芯片x脚的电压）：

30V≥ ≥2V

30V≥ ≥2.7V

30V≥ ≥2.7V

通过仿真得出乘法器的直流工作点如图4所示：

图4：静态工作状态测试

比较仿真测试值和理论估算值，符合MC1496的应用要求，但在实际调测电路的时候，可能会出现不一致的情况，一般的情况大多数为虚焊、无源器件（电阻）可能选择错误和芯片损坏等情况。

3.2.2 抑制载波振幅调制实验。输入载波信号的频率为465khz，峰峰值约为30mv，调制信号为5K，峰峰值约为100mv，可观测到如图5所示，

图5：抑制载波调幅波波形

由图5波形可知，双边带信号的包络已不能完全准确地反映调制信号的变化规律。输出信号的高频相位在调制电压过零点处要突变180 度，其包络已不再反映调制信号波形的变化规律，从频谱上看，载波分量完全被抑制掉了，在实际使用中可大大节省发射机的发射功率。

3.2.3 静态偏置电阻R5对调幅电路影响（引脚5对地连接电阻）。从MC1496的内部结构上可知，静态偏置电阻R5决定了静态偏置电流的大小，根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于10mA,实验中MC1496处于双电源工作状态，引脚14接负电源-Vee，为保证MC1496内部三极管工作于小信号放大状态，通常取静态偏置电流I0为1mA左右，此时R5约为6K。改变R5的值，得出仿真结果如下：

R5 1k 3k 5k 7k 8k 10k 15k

Uout（Vpp） 15mv 27mv 500mv 610m 620mv 600mv 300mv

且当R5=1k，3k时输出无调幅波形；R5=15k时调幅波出现包络失真。根据上表知在实际使用中R5值选择在5~8k为宜。

3.2.4 负反馈电阻R23对电路的影响。负反馈电阻作用：MC1496中2,3引脚接入反馈电阻 R23扩展了输入调制信号的线性动态范围，R23 增大，线性范围增大，但增益减小。

式中 为输入调制信号

根据上面不等式估算出R23的大小（根据输入调制信号最大值估算）。

保持输入载波信号的频率为465khz，峰峰值约为30mv，调制信号为5K，峰峰值约为100mv，，改变R23的值，观测输出信号的变化，仿真结果如下表：

R23 10 100 1k 2k 3k

Uout（Vpp） 2865mv 1500mv 320mv 166m 110mv

测试仿真的波形在R23=10时，已调波形包络失真。因此R23的值必须选择合适，增益太大，则线性范围太小；线性范围大时增益又太小，根据仿真和实际调幅电路的测试R23的值选择1K左右较为合适。

4 应用中的注意事项

仿真测试时，获得调幅波形较好频谱相对纯净，但在振幅调制实验中，实际电路的波形并不完全对称。主要是由于MC1496器件内部元件参数不可能完全相同，致使输出波形出现载波漏信号，在引脚8 ，10连接的固定电阻改成电位器，调节该电位器即可改善波形的对称性；实际使用时，为了增加输出信号的驱动能力，可级联射极跟随器。

5 结 论

本文利用Multisim10创建MC1496构成的振幅调制电路，利用仿真平台自带的虚拟仪器进行仿真测试，可任意改变电路参数，观察波形地变化并研究产生原因，分析电路性能及故障原因，培养分析问题和解决问题的能力。

参考文献

1 罗杰.电子线路设计•实验•测试(第4版).电子工业出版社, 2008.

2 王卫东.高频电子电路(第2版).电子工业出版社,2009.