Multisim系列：振幅调制器的设计
一、设计要求振幅调制器设计
1、总体设计要求设计一个振幅调制器，使其能实现am和dsb信号调制，输出波形无明显失真。
2、参考指标载波频率：465khz正弦波调制信号:1khz正弦波
输出信号幅度(峰-峰值）≥2v
二、设计方案的选择1、振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（am）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（dsb）和单边带调幅波（ssb）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
设正弦载波为
式中，a为载波幅度；为载波角频率；为载波初始相位(通常假设=0).
调制信号（基带信号）为。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为
设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：
2方案选择这两种信号都有一个调制信号和载波的乘积项，所以振幅调制电路的实现是以乘法器为核心的频谱线性搬移电路。
调制分为：
低电平调制：先调制后功放，主要用于dsb、ssb以及fm信号。
高电平调制：功放和调制同时进行，主要用于am信号。
高电平调制分为：1.集电极调幅电路；2.基极条幅电路；
因为要实现两种am和dsb的振幅调制，所以我们选择低电平调制电路。低电平调幅电路通常分为：1.二极管调幅电路；2.集成模拟乘法器调幅电路。
在这里我们选择第二种方法，集成模拟乘法器调幅电路；我们选择的集成模拟乘法器是mc1496。
三、电路设计1、mc1496原理及multisim设计1.1、原理mc1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路和引脚如下图(a)(b)所示。其中vt1,vt2与vt3,vt4组成双差分放大器，vt5,vt6组成的单差分放大器用以激励vt1～vt4。vt7、vt8及其偏置电路组成差分放大器、的恒流源。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u0从引脚6与12输出。引脚2与3 外接电阻re，对差分放大器vt5、vt6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压uy的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使） ，引脚5外接电阻r5。用来调节偏置电流i5及镜像电流i0的值。
图3.1 mc1496内部电路和引脚图1.2multisim设计由于仿真软件中没有mc1496所以我们自己画了mc1494的内部电路图，做成一个芯片，如下图所示：
图3.2multisim仿真mc1496内部电路2、电路图由于参数主要是mc内部电路的参数，经过查元件手册都能够得到，我们在这里就不再赘述了。由于最后需要达到2v以上的峰峰值我们需要在最后输出端加一级放大级。
图3.3mc1496电路放大器则是
图3.4放大器其放大器的倍数为
k=(r16+r18)/r16=11倍
图3.5dsb调制总电路图
图3.6am调制总电路图3、电路工作原理3.1、标准调幅波（am）产生原理调制信号是只来来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波，工作原理如图2.1。
图3.7、标准调幅波产生原理框图设载波信号的表达式为，调制信号的表达式为，则调幅信号的表达式为
式中，m——调幅系数，m=
——载波信号
——上边带信号
——下边带信号
图3.8标准调幅波示意图由图2.3可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。为提高信息传输效率，广泛采用抑制载波的双边带或单边带振幅调制。
3.2、双边带调幅（dsb）产生原理在am信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由便在传送。如果在am调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波的双边带调幅波
双边带调幅波的表达式为
图3.9双边带调幅波框图工作原理如下图（图2.4）
图3.10mc1496模拟相乘器调幅电路图其中，可变电阻rp是用来抑制载波信号的，若要得到双边带调幅波，在调制信号为0的基础上，调节rp，使输出端的载波信号电压值为0v，然后再加上调制信号，此时输出的则是抑制载波的双边带调幅。
而标准调幅波的工作原理：调节rp，使其不抑制载波信号，在调制信号为0的基础上，调节rp，使输出端有载波信号电压输出，其幅值可根据需要而自行调节，而本电路中，将输出端的载波信号幅度调成为6v。然后再加上调制信号，经乘法器后，输出有载波的标准调幅波。
图3.11双边带调幅波示意图4、元器件列表
四、电路性能测试1、静态工作点调测:
无输入信号的情况下调节w,，使用万用表测得u1第1、4脚的电压差接近0v。(改变w,可以使乘法器实现am,dsb调制。)
1放大器的倍数测试
图4.1放大器的倍数测试从图中可以看出，输入为200mv的峰峰值，输出为2.152v，放大倍数接近11倍，与上文中的计算结果一致。
2、dsb波形图
图4.2 m=30%时的dsb调制波形
图4.3m=60%时的dsb调制波形
图4.4m=100%时的dsb调制波形
图4.5m=200%时的dsb调制波形3、am波形图
图4.6m=30%时的am波形
图4.7m=60%时的am波形
图4.8m=100%时的am波形
图4.9 m=200%时的am调制波形4、输出最大峰峰值
图4.10输出最大峰峰值输出最大峰峰值为7.158v，远远大于本设计的要求。
五、总结(实际测试结果与理论计算结果的比较，并进行误差分析;调试中出现了哪些故障，诊断与排除的方法·)
可以看出最后的结果符合题目要求。通过调节rw我们可以调制出dsb振幅调制信号和am振幅调制信号。最后通过最后放大级峰峰值也能够达到要求
六、收获与体会这次制作相对前面而言还是较为顺利的。主要是不需要太多的参数计算和调制。从书上摘录了mc1494的内部电路图我们就可以直接画出电路图。但是在得到最后结果之前我们还是经历了一定的困难。一开始总是不能很好地调制出dsb调制信号。还有就是峰峰值不能够达到要求。没有接最后一级放大之前峰峰值只有467ma左右远远小于最后的结果。
本次设计由于基本都是固定参数，所以计算量比较少，我们主要精力用在仿真部分。一开始我不知道自己搭建的乘法器可以制作成一个芯片，于是整个电路图看起来很庞大且复杂，最终我们采用了查找了相关的资料，把电路弄成子电路模式。在最初的仿真中我们并没有加放大部分，发现峰峰值达不到要求时，我们才决定加运放放大。总体来看，此次设计还是比较顺利的。
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设正弦载波为
式中，a为载波幅度；为载波角频率；为载波初始相位(通常假设=0).
调制信号（基带信号）为。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为
设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：
2方案选择这两种信号都有一个调制信号和载波的乘积项，所以振幅调制电路的实现是以乘法器为核心的频谱线性搬移电路。
调制分为：
低电平调制：先调制后功放，主要用于dsb、ssb以及fm信号。
高电平调制：功放和调制同时进行，主要用于am信号。
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在这里我们选择第二种方法，集成模拟乘法器调幅电路；我们选择的集成模拟乘法器是mc1496。
三、电路设计1、mc1496原理及multisim设计1.1、原理mc1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路和引脚如下图(a)(b)所示。其中vt1,vt2与vt3,vt4组成双差分放大器，vt5,vt6组成的单差分放大器用以激励vt1～vt4。vt7、vt8及其偏置电路组成差分放大器、的恒流源。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u0从引脚6与12输出。引脚2与3 外接电阻re，对差分放大器vt5、vt6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压uy的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使） ，引脚5外接电阻r5。用来调节偏置电流i5及镜像电流i0的值。
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——载波信号
——上边带信号
——下边带信号
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2、dsb波形图
图4.2 m=30%时的dsb调制波形
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图4.6m=30%时的am波形
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