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文檔簡介
第7章振幅調(diào)制7.1概述7.2振幅調(diào)制原理及特性7.3振幅調(diào)制電路7.4振幅調(diào)制的解調(diào)重點:振幅調(diào)制波的基本特性(數(shù)學(xué)表達(dá)式,波形圖,頻譜圖,帶寬,功率)。解調(diào)原理
難點:
峰值包絡(luò)檢波器的工作原理
(1)調(diào)制:用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程
信號
載波信號:(等幅)高頻振蕩信號
正弦波
方波
三角波
鋸齒波調(diào)制信號:需要傳輸?shù)男盘枺ㄔ夹盘枺┱Z言圖像
密碼已調(diào)信號(已調(diào)波):經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(射頻信號)振幅調(diào)制解調(diào)(檢波)混頻(變頻)屬于
頻譜線性搬移電路
(2)解調(diào):調(diào)制的逆過程,即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號的過程概述(7)振幅調(diào)制分三種方式:
(5)相位調(diào)制:調(diào)制信號控制載波相位,使已調(diào)波的相位隨調(diào)制信號線變化。
(6)解調(diào)方式:(4)頻率調(diào)制:調(diào)制信號控制載波頻率,使已調(diào)波的頻率隨調(diào)制信號線性變化。(3)振幅調(diào)制:由調(diào)制信號去控制載波振幅,使已調(diào)信號的振幅隨調(diào)制信號線性變化。(1)設(shè):載波信號:
調(diào)制信號:
那么調(diào)幅信號(已調(diào)波)可表達(dá)為:
由于調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系,即有:
,式中為比例常數(shù)即:
式中ma為調(diào)制度,
常用百分比數(shù)表示。1.AM調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式
普通(標(biāo)準(zhǔn))振幅調(diào)制(AM)則有
其中:
若將
分解為:
動畫7-1一般,實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號,常為一個連續(xù)頻譜的限帶信號。則2.調(diào)幅信號波形波形特點:1)調(diào)幅波的振幅(包絡(luò))變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致
2)調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱程度可以看出:
一般ma值越大調(diào)幅越深仿真07-1可改變調(diào)制度參數(shù)(1)單一頻率信號調(diào)幅可見,調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波,包含有三個頻率分量:
3.調(diào)幅波的頻譜
Ω調(diào)制信號ωc載波調(diào)幅波ωc
+Ω上邊頻ωc
-Ω下邊頻動畫7-2同樣含有三部分頻率成份(2)限帶信號的調(diào)幅波Ωmaxωcω限帶信號ω
c載波ω調(diào)幅波ωc-Ωmax下邊頻帶ωc+Ωmax上邊頻帶ΩmaxΩmaxΩmax動畫7-3由于:相加器乘法器直流乘法器相加器4.AM信號的產(chǎn)生原理框圖可見要完成AM調(diào)制,其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。仿真07-2、3動畫7-4(2)上、下邊帶的平均功率:
(3)在調(diào)制信號一周期內(nèi),調(diào)幅信號輸出的平均總功率
RL上消耗的載波功率:
(1)5.調(diào)制波的功率那么調(diào)幅波各分量的功率為:
設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負(fù)載電阻RL上,(4)邊帶功率,載波功率與平均功率之間的關(guān)系:
由于在普通調(diào)幅波信號中,有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi),而載波本身并不攜帶信息,但它的功率卻占了整個調(diào)幅波功率的絕大部分,因而調(diào)幅波的功率浪費大,效率低。但AM波調(diào)制方便,解調(diào)方便,便于接收。如當(dāng)100%調(diào)制時(ma=1),雙邊帶功率為載波功率的,只占用了調(diào)幅波功率的,而當(dāng)213121=maPc98PAM=在AM調(diào)制過程中,如果將載波分量抑制就形成抑制載波的雙邊帶信號,簡稱雙邊帶信號,它可以用載波和調(diào)制信號直接相乘得到,即:調(diào)制信號為單一頻率信號:
調(diào)制信號為限帶信號的調(diào)制:
一、雙邊帶(doublesidebandDSB)調(diào)幅信號
1.數(shù)學(xué)表達(dá)式2.波形與頻譜(1)DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號
(2)DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性,即在調(diào)制信號負(fù)半周時,已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說,DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號,而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。(3)DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量,全部功率為邊帶占有,功率利用率高于AM波。(4)占用頻帶
動畫7-5調(diào)制信號載波上邊頻下邊頻仿真07-4單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶調(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶部分,即可成為單邊帶調(diào)幅信號。其單頻調(diào)制時的表示式為:上邊帶信號下邊帶信號單邊帶(singlesidebandSSB)信號
1.SSB信號的性質(zhì)
在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計中,為節(jié)約頻帶,提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率,常采用單邊帶(SSB)調(diào)制系統(tǒng)
Ωmaxω限帶信號ωc載波ωc-Ωmax下邊頻帶信號ωωc+Ωmax上邊頻帶信號ωωc+Ωmaxωc-Ωmax動畫7-6由DSB信號經(jīng)過邊帶濾波器濾除了一個邊帶而形成,如:上邊帶信號下邊帶信號2.單邊帶調(diào)幅信號的實現(xiàn)
上邊帶濾波器下邊帶濾波器乘法器(1)濾波法濾波法、相移法和移相濾波法
下邊頻帶信號ωωDSB信號ωc-Ωmaxωc+Ωmax上邊頻帶信號ωωc+Ωmaxωc-Ωmax另外由三角公式:
(2)相移法
利用上三角公式的實現(xiàn)電路如下圖所示:乘法器乘法器900相移900相移加法器減法器????仿真07-5動畫7-7移相濾波法是將移相和濾波兩種方法相結(jié)合,并且只需對某一固定的單頻率信號移相900,從而回避了難以在寬帶內(nèi)準(zhǔn)確移相900的缺點。
(3)移相濾波法
移相濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅的電路框圖
vΩ=sinΩtv=sinω1t單頻信號uc
=sinωct載波v1
=sinΩtsinω1tv2
=sinΩt
cos
ω1tv3
=cos(ω1-Ω)tv4
=sin(ω1-Ω)tv5
=cos(ω1-Ω)tsinωctv6
=sin(ω1-Ω)t
cos
ωct+乘法器900移相低通濾波乘法器低通濾波乘法器900移相乘法器相加器相減器-v5
+v6v5
-v6相加器輸出電壓:vSSBL
=v5+v6=sin[(ωc+ω1)-Ω]t=sin[ωc1-Ω]t
相減器輸出電壓:vSSBU
=v5-v6=sin[(ωc-ω1)+Ω]t=sin[ωc2+Ω]t
試分別畫出下列電壓表示式對應(yīng)的波形和頻譜圖,并說明它們各為何種信號。(令ωc為Ω的整數(shù)倍)(1)解:普通調(diào)幅信號
,ma=1,波形與頻譜如下圖所示:試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖,并說明它們各為何種信號。(令ωc
為Ω的整數(shù)倍)(2)解:抑制載頻雙邊帶調(diào)幅信號,波形與頻譜如下圖所示:試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖,并說明它們各為何種信號。(令ωc
為Ω的整數(shù)倍)(3)解:單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號,波形與頻譜如下圖所示:試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖,并說明它們各為何種信號。(令ωc
為Ω的整數(shù)倍)(4)解:低頻信號與高頻信號相疊加,波形與頻譜如下圖所示:振幅調(diào)制電路低電平調(diào)幅電路
高電平調(diào)幅電路1.二極管調(diào)幅電路2.集成模擬乘法器調(diào)幅電路
1.集電極調(diào)幅電路
2.基極調(diào)幅電路
高電平調(diào)制:功放和調(diào)制同時進(jìn)行,主要用于AM信號。低電平調(diào)制:先調(diào)制后功放,主要用于DSB、SSB以及FM信號。通常分為:1低電平調(diào)幅電路
低電平調(diào)幅電路常采用v頻率變換電路來實現(xiàn)
二極管調(diào)幅電路
集成模擬乘法器調(diào)幅電路
如下圖所示的電路設(shè):
(1)單二極管電路且
則回路電流:而
1.二極管調(diào)幅電路
VDvsvc+-+-RLLCid+-vL+-vdZL如果選頻回路工作在
處,且?guī)挒?/p>
而諧振時的負(fù)載電阻為RL,則輸出電壓為:
為一個AM信號仿真07-6VDvsvc+-+-RLLCid+-vL+-vdZL的頻譜成份:
Ωω
c2ωc3ωcB=2Ω上半部分與下半部分電路對稱其等效電路如右圖所示。
1電路結(jié)構(gòu):(2)二極管平衡電路
2工作原理分析:設(shè):
式中
而
仿真07-7的頻Z譜成份:ωc+ΩΩωc-Ω3ωc+Ω3ωc-Ω如果上半部分與下半部分諧振回路諧振在頻率ωc處,且?guī)払=2Ω
,諧振時的負(fù)載阻抗ZL=2RL,則實際輸出電壓u'L為:T2的初、次級匝比為2:1,T2的次級輸出電壓為:
能實現(xiàn)DSB調(diào)幅信號的調(diào)幅。
VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1
在平衡電路的基礎(chǔ)上,再增加兩個二極管D3,D4使電路中四個二極管首尾相接。T1的初、次級匝數(shù)比為1:2,T2的2:1,T3的1:1。電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成環(huán)形,
(3)二極管環(huán)形電路實現(xiàn)DSB信號+vL-vΩ+-vΩ+-+
-vc+
-vcvΩ+-設(shè):則有
VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1+vL-vΩ+-vΩ+-+
-vc+
-vcvΩ+-工作原理分析當(dāng)時,平衡電路I在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:時,平衡電路II在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:當(dāng)
而其中:(3)二極管環(huán)形電路實現(xiàn)DSB信號仿真07-8那么在一個周期內(nèi)平衡電路I,II在負(fù)載RL上產(chǎn)生的電壓為:式中式中稱為雙向開關(guān)函數(shù)的付里葉級數(shù)展開式為:而有
的頻率成份:只有組合頻率性能更接近理想乘法器。3ω0-Ω3ω+Ωω0-Ωω+Ω經(jīng)濾波后的輸出電壓:
T2的次級輸出電壓為:tS(t)uc(t)t1-12集成模擬乘法器調(diào)幅電路等各種技術(shù)領(lǐng)域
模擬乘法器可應(yīng)用于:模擬相乘器的基本概念模擬乘法器具有兩個輸入端(常稱X輸入和Y輸入)和一個輸出端(常稱Z輸出),
是一個三端口網(wǎng)絡(luò),電路符號如右圖所示:vxvyvzXYZ理想乘法器:
vz(t)=kvx(t)vy(t)式中:k為增益系數(shù)或標(biāo)度因子,單位:,k的數(shù)值與乘法器的電路參數(shù)有關(guān)。
或Z=kX·Y(一)模擬相乘器基本概念1)乘法器的工作象限乘法器有四個工作區(qū)域,可由它的兩個輸入電壓的極性確定。XYXmax-XmaxYmax-Ymax輸入電壓可能有四種極性組合:
XYZ(+)·(-)=(-)第Ⅳ象限(-)·(-)=(+)第Ⅲ象限(-)·(+)=(-)第Ⅱ象限
(+)
·(+)=(+)第Ⅰ象限如果:兩個輸入信號只能為單極性的信號的乘法器為“單象限乘法器”;一個輸入信號適應(yīng)兩種極性,而一個只能是一種單極性的乘法器為“二象限乘法器”;兩個輸入信號都能適應(yīng)正、負(fù)兩種極性的乘法器為“四象限乘法器”。2)理想乘法器的基本性質(zhì)乘法器的靜態(tài)特性(1)(3)當(dāng)X=Y或X=-Y,Z=KX2或Z=-KX2,輸出與輸入是平方律特性(非線性)。XYX=YX=-Y3)乘法器的線性和非線性理想乘法器屬于非線性器件還是線性器件取決于兩個輸入電壓的性質(zhì)。一般:①當(dāng)X或Y為一恒定直流電壓時,Z=KCY=K`Y,乘法器為一個線性交流放大器。②當(dāng)X和Y均不定時,乘法器屬于非線性器件。(2)當(dāng)X=C(常數(shù)),Z=KCY=K‘Y,Z與Y成正比(線性關(guān)系)XYC>0C<0①基本電路結(jié)構(gòu)是一個恒流源差分放大電路,不同之處在于恒流源管VT3的基極輸入了信號uy(t),即恒流源電流Io受uy(t)控制。
1、二象限變跨導(dǎo)模擬相乘器VCCRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3由圖可知:ux
=ube1-ube2根據(jù)晶體三極管特性,VT1、VT2集電極電流為:
uo(二)模擬相乘器的基本單元電路VT3的集電極電流可表示為:可得:同理可得:式中,為雙曲正切函數(shù)。
ic1、ic2ic1ic2Io
0-3321-1-2VCCRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3uo差分輸出電流io為:當(dāng)ux
<<2UT時,
ic1、ic2與近似成線性關(guān)系。
可近似為:ic1、ic2ic1ic2Io
0-3321-1-2VCCRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3uo差分放大電路的跨導(dǎo)gm為:恒流源電流Io為:輸出電壓uo為:由于uy控制了差分電路的跨導(dǎo)gm,使輸出uo中含有uxuy相乘項,故稱為變跨導(dǎo)乘法器。
變跨導(dǎo)乘法器輸出電壓uo中存在非相乘項,而且要求uy≥ube3,所以只能實現(xiàn)二象限相乘。
uy>0VCCRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3uoRcRcVccVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io①基本電路結(jié)構(gòu)
VT1,VT2,VT3,VT4為雙平衡的差分對,VT5,VT6差分對分別作為VT1,VT2和VT3,VT4雙差分對的射極恒流源。
(三)
吉爾伯特(Gilbert)乘法器1、Gilbert乘法單元電路組成是一種四象限乘法器,也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。RcRcVccVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io②工作原理分析根據(jù)差分電路的工作原理:輸出電壓:+ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6而標(biāo)度因子
Gilbert乘法器單元電路,只有當(dāng)輸入信號較小時,具有較理想的相乘作用,ux,uy
均可取正、負(fù)兩極性,故為四象限乘法器電路,但因其線性范圍小,不能滿足實際應(yīng)用的需要。當(dāng)輸入為小信號并滿足:仿真07-14IoyIoyRcRcVccVT1VT2VT3VT4VT5VT6Ry2、具有射極負(fù)反饋電阻的Gilbert乘法器
使用射極負(fù)反饋電路Ry,可擴(kuò)展uy的線性范圍,Ry取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管T5,T6的發(fā)射極電阻,即有靜態(tài)時,i5=i6=IoY,當(dāng)加入信號uy時,流過Ry的電流為:iAiB+ux-+uo-iYi5i6+uy-VT5VT6Ry+uy-iYIoyIoyRcRcVccVT1VT2VT3VT4VT5VT6RyiAiB+ux-+uo-iY仿真07-15i5i6+uy-如果ux<2UT=52mV時,∴有RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6IoyIoyRyVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIox3、線性化Gilbert乘法器電路具有射極負(fù)反饋電阻的雙平衡Gilbert乘法器,盡管擴(kuò)大了對輸入信號uy的線性動態(tài)范圍,但對輸入信號ux的線性動態(tài)范圍仍較小,在此基礎(chǔ)上需作進(jìn)一步改進(jìn),下圖為改進(jìn)后的線性雙平衡模擬乘法器的原理電路,其中VD1,VD2,VT7,VT8構(gòu)成一個反雙曲線正切函數(shù)電路。uxux'uyuoVD1VD2VT7VT8R1Rx
Iox
IoxRcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6IoyIoyRyVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIoxuxuyux'工作原理分析:i7ixi8iyiAiBVT7,VT8,Rx,Iox構(gòu)成線性電壓—電流變換器?!嘤衭o而為二極管D1與D2上的電壓差,即:+UD1-+UD2-iD1iD2RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6IoyIoyRyVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIoxuxuyux'i7ixi8iyiAiBuo仿真07-16+UD1-+UD2-iD1iD2其中標(biāo)度因子:可見大大擴(kuò)展了電路對ux和uy的線性動態(tài)范圍,改變電阻Rx或Iox可很方便地改變相乘器的增益。
VT5VT6RyRcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6VT7VT8VDRyR5-EEVT7VT8VD(四)單片集成模擬乘法器及其典型應(yīng)用
1、MC1496/MC1596及其應(yīng)用uxuy1)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與具有射極負(fù)反饋的雙平衡Gilbert相乘器單元電路比較,電路基本相同,僅恒流源用晶體管VT7,VT8代替,二極管VD與500電阻構(gòu)成VT7,VT8的偏置電路。反偏電阻Ry外接在引腳②、③兩端,可展寬uy輸入信號的動態(tài)范圍,并可調(diào)整標(biāo)度因子K。2)外接元件參數(shù)的計算iy+uy-①負(fù)反饋電阻Ry且應(yīng)滿足|iy|<IoyIoyIoy若選擇Ioy=1mA,Uym=1V(峰值)RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6VT7VT8VDRyR5-EE由右圖電路可得:當(dāng)時,③負(fù)載電阻Rc引腳⑥、⑨端的靜態(tài)電壓:U6=U9=Ec-Ioy·Rc,若選U6=U9=8V,Ec=12V,則有:,標(biāo)稱值為3.9。②偏置電阻R10U6U9Ioy
2、
MC1495/MC1595(BG314)及其應(yīng)用
1)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)vx++vy①內(nèi)部電路如圖所示,由線性化雙平衡Gilbert乘法器單元電路組成。②輸入差分對由T5,T6,T7,T8和T11,T12,T13,T14的達(dá)林頓復(fù)合管構(gòu)成,以提高放大管增益及輸入阻抗。③負(fù)反饋電阻RY,Rx,負(fù)載電阻Rc,恒流偏置電阻R3及RW5,R13及R1均采用外接元件。vovx+-vy+-
MC1595
(BG314)1214489125610117133R1RcRcR13RxRyVCCVEER3Rw52)外圍元件設(shè)計計算如果設(shè)計一個上圖所示的乘法器電路,并要求:輸入信號范圍為:輸出電壓范圍為:由以上的要求可知,乘法器的增益系數(shù)①負(fù)電源的-VEE的選取負(fù)電源應(yīng)能確保輸入信號Vx,Vy為最大負(fù)值時,電路仍能正常工作,以Vy輸入端為例:VBE5VBE6VCE9VRe9①負(fù)電源的-VEE的選取負(fù)電源應(yīng)能確保輸入信號Vx,Vy為最大負(fù)值時,電路仍能正常工作,以Vy輸入端為例:當(dāng)|Vy|=|Vym|=10V時,由右圖的等效電路可以看出:VBE5VBE6VCE9VRe9若T5,T6,T9正常工作,且設(shè)VBE5=VBE6=0.7V,VCE9+VRE9≥2V(以保持T9工作于線性區(qū))則故可取-VEE=-15V②偏置電阻R3,R13的計算恒流源偏置電阻R3,R13應(yīng)保證能提供合適的恒流電流,使三極管工作在特性曲線良好的指數(shù)律部分,恒流源電流一般取0.5~2mA之間的電流值,現(xiàn)若取Iox=Ioy=1mA,以引腳③為例,設(shè)VD3=VD4=0.7V,如右圖的等效電路可IoxIR3同理可求出R13=13.8,一般R3采用10固定電阻和6.8電位器的串聯(lián),以便通過調(diào)Iox來控制增益參數(shù)K。③負(fù)反饋電阻Rx和Ry的計算+vx
-ixmaxixmaxixmaxixmaxixmax+vx
-③負(fù)反饋電阻Rx和Ry的計算如右圖所示電路可得:同理可得:④負(fù)載電阻Rc由于增益系數(shù):ixmaxixmaxixmaxixmaxixmax⑤電阻R1取引腳①的電壓為+9V,則V13、失調(diào)誤差電壓及其調(diào)整實際乘法器電路由于工藝技術(shù)、元器件特性的不對稱,不可能實現(xiàn)理想相乘,會引入乘積誤差,若設(shè)乘法器工作在直流輸入時,輸出電壓可表示為:其中:△K:增益系數(shù)誤差,可通過IR3的調(diào)整使其誤差值達(dá)最小值;XIO:乘法器X通道輸入對管不對稱引起的輸入失調(diào)電壓;
YIO:乘法器Y通道輸入對管不對稱引起的輸入失調(diào)電壓;
Zos:負(fù)載不匹配引起的輸出失調(diào)電壓。①輸出失調(diào)誤差電壓Zoo定義:當(dāng)X=Y=0時的輸出電壓稱為輸出失調(diào)誤差電壓Zoo。
Zoo=±KXIOYIO+Zos,忽略了二階小量項(△K·XIO,△KYIO)。
輸出失調(diào)誤差電壓Zoo,可借助外電路予以調(diào)零,以補償輸出失調(diào)電壓,下圖給出兩種輸出失調(diào)調(diào)零電路。圖(a)通過調(diào)節(jié)電位器Wz,調(diào)整乘法器輸出端集電極負(fù)載電阻,實現(xiàn)輸出失調(diào)電壓的調(diào)零。①輸出失調(diào)誤差電壓Zoo仿真07-17圖(b)利用電位器Wz調(diào)節(jié)A的負(fù)相端電位來實現(xiàn)失調(diào)誤差電壓的調(diào)零。①輸出失調(diào)誤差電壓Zoo仿真07-17②X(或Y)饋通誤差電壓KYIOX(或KXIOY)
實際乘法器中當(dāng)一個輸入端接地,另一輸入端加入信號電壓時,其輸出往往不為零,這個輸出電壓稱為線性饋通誤差電壓。
它是由于輸入接地端存在輸入失調(diào)電壓而引起的,線性饋通誤差電壓可通過輸入端的外接補償網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行調(diào)零,線性饋通誤差電壓調(diào)零電路如下圖所示。同理,可借助調(diào)節(jié)輸入失調(diào)電位器Rwy引入一補償電壓(引腳12對地電壓),使輸出電壓為零,使Zoy調(diào)零。當(dāng)輸入電壓X=0時,乘法器在輸入電壓Y的作用下,輸出電壓Z|x=0=±KYXIO,借助調(diào)節(jié)輸入失調(diào)電位器Rwx引入一個補償電壓(即引腳⑧對地直流電壓),使輸出電壓為零。仿真07-184、乘法器的調(diào)整步驟:乘法器在使用前應(yīng)仔細(xì)調(diào)整,才能使電路具有良好的性能。1)線性饋通誤差電壓調(diào)零電位器Wz,Rwx,Rwy先置于中間位置:
X輸入端④腳接地,從Y輸入端⑨腳輸入頻率為15KHZ,幅度為1Vpp的正弦波,調(diào)節(jié)Rwx,⑧腳會產(chǎn)生附加補償電壓,從而使Vo=0;然后⑨腳接地,④腳輸入同樣的正弦信號,調(diào)節(jié)Rwy,11腳會產(chǎn)生附加補償電壓,使Vo=0。2)輸出失調(diào)誤差電壓調(diào)零④、⑨腳均短接到地,調(diào)節(jié)Wk值,使Vo=0,反復(fù)上述兩步驟,直到上述三種情況下,Vo均為零,或最小值。3)增益系數(shù)K的調(diào)整④、⑨腳均加入5V直流電壓,調(diào)Wk值,改變Iox,使Vo=+2.5V。④、⑨引腳改接-5V直流電壓,若此時Vo=2.5V,則調(diào)整結(jié)束。如Vo≠2.5V,則應(yīng)重復(fù)步驟(1)~(3)直到精度最高為止。仿真07-18vi1vi2(五)模擬集成乘法器在運算電路中的應(yīng)用1、乘法與平方運算電路當(dāng)Vx=Vi1,Vy=Vi2若Vi1=Vi2=Vi,則有Vo=實用電路如下圖所示:則有Vo=Kvi1vi2
;其中:2、除法與開方運算電路
1)反相輸入除法運算電路I2V-①電路結(jié)構(gòu)I1右圖為二象限除法運算電路,由運放A與接在負(fù)反饋支路上的乘法器構(gòu)成。VZ②工作原理分析由運放的特性可得:I1=I2,V-=0(虛地)式中:注意:電路中Vr應(yīng)為正極性電壓,這樣才能使KVoVr與Vo極性相同,與V1極性相反,保證通過反饋支路后產(chǎn)生負(fù)反饋。否則因正反饋運放A將工作于非線性飽合狀態(tài),因而電路只能實現(xiàn)二象限相除功能。當(dāng)R2=R1,仿真07-192)同相輸入除法器運算電路
V-I2I1同理可推出:I1=I2,V-=Vi同理:要求:Vr>0VZ仿真07-193)
實用除法運算電路電路中C為頻率補償電容3、開平方運算電路I1I2+vo-+vi-①電路結(jié)構(gòu)乘法器構(gòu)成的開平方電路接在運放的負(fù)反饋支路上,為了防止因極性的改變及噪聲的影響使運放發(fā)生正反饋堵塞現(xiàn)象,電路中接入了防止堵塞的二極管(當(dāng)時,D截止,環(huán)路不工作②工作原理分析:其中仿真07-20③正電壓開方運算電路④開立方運算電路由右圖電路可推出:返回繼續(xù)2.集成模擬乘法器調(diào)幅電路仿真07-9用集成模擬相乘器來實現(xiàn)各種調(diào)幅電路,電路簡單,性能優(yōu)越且穩(wěn)定,調(diào)整方便,利于設(shè)備的小型化。R151ΩR6RW50kΩ21kΩ3.9kΩ1kΩC2C2uo-EE=-8V694178Ry3MC1596510EC=12VR4R4R5uxuyR2R3R7R8R9C2C21kΩ51Ω51Ω6.8kΩ750Ω750Ω3.9kΩ
1)MC1596構(gòu)成的調(diào)幅電路RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6VT7VT8VDRyRy-EE
X通道兩輸入端8腳和7腳直流電位相同,Y通道兩輸入端1腳和4腳之間接有調(diào)零電路
可通過調(diào)節(jié)電位器RW,使1腳電位比4腳高Uo,相當(dāng)于在1、4腳之間加了一個直流電
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