２０１７
年
１１
月
２５
日第
３４
卷第
６
期
ＴｅｌｅｃｏｍＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
Ｎｏｖ．２５
，
２０１７
，
Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．６
收稿日期：
２０１７０９１３
作者简 介：安
媛 （
１９８５
）女，江苏 徐 州 人，硕 士，研究 方 向：电
子通讯。
ｄｏｉ
：
１０．１９３９９
／
ｊ
．ｃｎｋｉ．ｔ
ｐ
ｔ．２０１７．０６．０３８
设计应用
基于模拟乘法器
犕犆１４９６
的频谱搬移电路设计
安
媛
（徐州工程学院，江苏 徐州
２２１００８
）
摘要：模拟乘法器是信号频谱搬移电路设计中的核心运算芯片，文中采用
ＭＣ１４９６
实现信号的普通调幅、双边带调幅
以及同步检波等频谱搬移操作。实验结果表明，该电路可有效实现信号的低电平调幅以及解调。
关键词：
ＭＣ１４９６
；调幅；同步检波
Ｄｅｓｉ
ｇ
ｎｏｆＳ
ｐ
ｅｃｔｒｕｍ Ｍｏｖｉｎ
ｇ
ＣｉｒｃｕｉｔＢａｓｅｄｏｎＡｎａｌｏ
ｇ
Ｍｕｌｔｉ
ｐ
ｌｉｅｒＭＣ１４９６
ＡＮ Ｙｕａｎ
（
ＸｕｚｈｏｕＩｎｓｉｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
，
Ｘｕｚｈｏｕ２２１００８
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ａｎａｌｏ
ｇ
ｍｕｌｔｉ
ｐ
ｌｉｅｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅｏ
ｐ
ｅｒａｔｉｏｎｃｈｉ
ｐ
ｉｎｔｈｅｄｅｓｉ
ｇ
ｎｏｆｓｉ
ｇ
ｎａｌｓ
ｐ
ｅｃｔｒｕｍｓｈｉｆｔｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｄｅｓｉ
ｇ
ｎｕｓｅｄ
ＭＣ
１４９６ｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓ
ｐ
ｅｃｔｒｕｍ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏ
ｐ
ｅｒａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｃｏｍｍｏｎａｍ
ｐ
ｌｉｔｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
，
ｄｏｕｂｌｅｓｉｄｅｂａｎｄａｍ
ｐ
ｌｉｔｕｄｅ
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓ
ｙ
ｎｃｈｒｏｎｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ
ｙ
ｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｌｏｗｌｅｖｅｌ
ａｍ
ｐ
ｌｉｔｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉ
ｇ
ｎａｌ．
Ｋｅ
ｙ
ｗｏｒｄｓ
：
ＭＣ１４９６
；
ａｍ
ｐ
ｌｉｔｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
；
ｓ
ｙ
ｎｃｈｒｏｎｏｕｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
在无线通信系统 中，频谱搬移电路是不可缺少的
单元电路，它能够实现将 传 输 信 号 的 频 谱 在 频 率 轴 上
进行不失真的线性搬 移，即传输信号经频谱搬移电路
后得到的已调信号的频谱结构能够不失真地复现低频
调制信号的频谱结构。频 谱 搬 移 可 视 为 两 个 信 号 （调
制信号和载波信号
）相乘或者包含相乘的过程，其中集
成模拟乘法器是必不可少的元器件。
模拟乘法器是一 个 多 用 途 元 器 件，与放大器结合
可完成多种数学运算，还能进行各种频率变换，采用模
拟乘法器实现信号频谱搬移比采用二极管和三极管分
立器件的性能优势明显。本设计采用单片集成双平衡
四象限吉尔 伯 特 模 拟 乘 法 器
ＭＣ１４９６
实 现 频 谱 搬 移
电路，即调制信号的振幅调制及解调过程。
１
原理分析
ＭＣ１４９６
是根据双差分对模拟相乘器基本原 理制
成的单片集成模拟相 乘 器，其内部结构及引脚图如图
１
所示。它由差动放大器（
Ｖ
５
、
Ｖ
６
）和双差分放大器
Ｖ
１
～
Ｖ
４
组成，
Ｖ
７
、
Ｒ
１
、
Ｖ
８
、
Ｒ
２
、
Ｖ
９
、
Ｒ
３
和通过
５
脚外接电
阻
Ｒ
５
等组成 多 路 电 流 源 电 路。
Ｒ
５
、
Ｖ
７
、
Ｒ
１
为 电 流 源
的基准电路，
Ｖ
８
、
Ｖ
９
分别供给
Ｖ
５
、
Ｖ
６
管恒定电流
犐
０
／
２
，改变外接电阻
Ｒ
５
的大小，可用于调节
犐
０
／
２
的大小。
工作时，载波信号加到
Ｖ
１
～
Ｖ
４
的输入端，调制信号加
到
Ｖ
５
、
Ｖ
６
的输入端，其输出信号只包含和频与差频分
量，而幅度受到了 调 制 信 号 的 调 制。 调 制 信 号 差 动 放
大器的两个发射极 分 别 引 出 外 接 引 线 端
!
和
"
，两端
之间可接入适当的反 馈 电 阻
，使 调 制 信 号 输 入 幅 度 的
线性动态范围满足一 定 的 要 求，它还决定相乘器的增
益
。
Ｖ
７
、
Ｖ
８
、
Ｖ
９
等组成具有负反馈电阻的恒流源，
Ｒ
１
、
Ｒ
２
、
Ｒ
３
为负 反 馈 电 阻，它 们 的 作 用 是 展 宽 动 态 范 围，
ＭＣ１４９６
只适用于频率较低的场合，它的工作频率在
１
ＭＨｚ
以下。
图
１
犕犆１４９６
的引脚和内部电路图
由
ＭＣ１４９６
内部电路图可知，双差分放大器
Ｖ
１
～
Ｖ
４
连接方式为：
Ｖ
１
和
Ｖ
３
、
Ｖ
２
和
Ｖ
４
通过集电极相连，
Ｖ
１
和
Ｖ
４
、
Ｖ
２
和
Ｖ
３
通过基 极 相 连。这种 连 接 方 式 决
定了第一对差分放大器的极性与第二对差分放大器的
输入信号的 极 性 相 反
，当
狌
ｙ
（
狋
）
＝０
时，
犻
５
＝
犻
６
，即
Δ
犻
１
＝－
Δ
犻
２
，
Δ
犻
３
＝－
Δ
犻
１
。根据信号传输过程运算规则，
输出信号
狌
ｏ
（
狋
）中存在
狌
ｓ
（
狋
）和
狌
ｙ
（
狋
）的乘积项，不存在
直流分量。
用待传输的低频信号去控制高频信号的幅度变化
称为振幅调制
。振幅调制电路的功能是在输入的调制
信号和载波信号的共同作用下产生所需的振幅调制信
号，使载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变
换过程，通常载波信号为高频信号，调制信号为低频小
信号。
设载波信号和调制信号的表达式分别为：
狌
ｃ
（
狋
）
＝
犝
ｃｍ
ｃｏｓ
ω
ｃ
狋
狌
Ω
（
狋
）
＝
犝
Ω
ｍ
ｃｏｓ
Ω
狋
则普通调幅波的表达式为：
狌
ＡＭ
＝
犝
ＡＭ
（
狋
）
ｃｏｓ
ω
ｃ
狋
＝
犝
ｃｍ
（
１
＋
犿
ａ
ｃｏｓ
Ω
狋
）
ｃｏｓ
ω
ｃ
狋
式中，
犿
ａ
称为 调 幅 系 数 或 调 幅 度。 由 于 调 幅 系 数
犿
ａ
与调制电压的振幅成正比，即
犝
Ω
ｍ
越大，
犿
ａ
越大，调 幅
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