EDA 模擬乘法器

2022-12-02 08:24:01 字數 4381 閱讀 8643

摘要multisim是美國國家儀器(ni)****推出的以windows為基礎的**工具,適用於板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬體描述語言輸入方式,具有豐富的**分析能力。

模擬乘法器是一種完成兩個模擬訊號(電壓或電流)相乘作用的電子器件。它具有兩個輸入端對和乙個輸出端對,是三端對有源器件。

主要內容為基於multisim的模擬乘法器應用設計與**。闡述了雙邊帶調幅及普通調幅、同步檢波、混頻、乘積型鑑相電路的原理,並在電路設計與**平台multisim11**環境中建立整合模擬乘法器mc1496電路模組,利用模擬乘法器mc1496完成各項電路的設計與**,並結合labview虛擬儀器實現對語音頻號的普通調幅及解調。

工程師們可以使用multisim互動式地搭建電路原理圖,並對電路進行**。multisim提煉了spice**的複雜內容,這樣工程師無需懂得深入的spice技術就可以很快地進行捕獲、**和分析新的設計,這也使其更適合電子學教育。通過multisim和虛擬儀器技術,

關鍵詞:multisim;pcb;模擬乘法器 ;mc1496

第一章緒論

1.1 multisim簡介

multisim是加拿大interactive image technologies公司推windows環境下的電路**軟體,是廣泛應用的ewb(electronics workbench,電子工作台)的公升級版,不僅可以完成電路瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析、雜訊分析和直流分析等基本功能,而且還提供了離散傅利葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等電路分析方法,並具有故障模擬和資料儲存等功能。

應用multisim對電路進行**分析的基本過程與pspice類似,只是在繪電路圖時還需要接入所需要的儀器儀表廣義的說儀器儀表也可具有自動控制、報警、訊號傳遞和資料處理等功能,如氣動調節儀、電動調節儀表,以及集散型儀表控制系統等也皆屬器儀表。儀器儀表能改善、擴充套件或補充人的官能。如顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等,可以擴充套件人的視、聽、嘗、摸外部事物的官能;有些儀器儀表,如磁強計、射線計數計等,可感受和測量到人所不能感受到的物理量;還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數,如高速照相機、計算機等,構成完整的實驗電路。

在進行數位電路**或模擬電路瞬態分析時,不需要設定**型別和引數,只需要開啟虛擬的電源是向電子裝置提供功率的裝置,也稱電源**器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。開關是最常見的電子元件,功能就是電路的接通和斷開。  multisim為使用者提供了數量眾多的元器件,被分門別類地存放在多個器件庫中。

在繪製電路圖時只需開啟器件庫,再用滑鼠左鍵選中要用的元器件,並把它拖放到工作區即可。當游標移動到元器件的引腳時,會自動產生乙個帶十字的黑點,進入到連線狀態。單擊滑鼠左鍵確認後,移動滑鼠即可實現連線,搭接電路原理圖既方便又快捷,就像在計算機上進行實驗一樣。

第二章設計部分

2.1 電路元件

模擬乘法器mc1496×1,定值電阻(1kω×5;51ω×3;3.9kω×2;10kω×1),100kω變阻器×1 ,電解電容,電源(12v×1,8v×1)

2.2 模擬乘法器mc1496的工作原理

模擬乘法器是對兩個模擬訊號(電壓或電流)實現相乘功能的有源非線性器件,主要功能是實現兩個互不相關訊號的相乘,即輸出訊號與兩輸入訊號相乘積成正比。它有兩個輸入埠,即x 和y 輸入埠。

在高頻電子線路中,振幅調製、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑑相等調製與解調的過程,均可視為兩個訊號相乘或包含相乘的過程。採用整合模擬乘法器實現上述功能比採用分離器件如二極體和三極體要簡單的多,而且效能優越。所以目前在無級通訊、廣播電視等方面應用較多。

整合模擬乘法器的常見產品有bg314、f1595、f1596、mc1495、mc1496、lm1595、lm1596等[7]。

根據雙差分對模擬相乘器基本原理製成的單片整合模擬相乘器mc1496是四象限的乘法器[8]。其內部電路如圖2-1所示,其中、、、、、和等組成多路電流源電路,、、為電流源的基準電路,、分別供給、管恆值電流,為外接電阻,可用以調節的大小。由、兩管的發射極引出接線端2和3,外接電阻,利用的負反饋作用,以擴大輸入電壓的動態範圍。

為外接負載電阻。

根據差分電路的基本工作原理,可以得到

3-1)

3-2)

3-3)

式中、、、、、分別是三極體、、、、、的集電集電流。為溫度的電壓當量,在常溫t=300k時,。由圖2-1可知,相乘器的輸出差值電流

(3-4)

將(2-1)、(2-2)、(2-3)代入(2-4),可得

3-5)

由於、兩管發射極之間跨接負反饋電阻,當遠大於、管的發射結電阻時

3-6)

將式(2-6)代入(2-5)可得

3-7)

可見,輸出電流中包含兩個輸入訊號的乘積。

2.3 電路工作原理

整合模擬乘法器是完成兩個模擬量(電壓或電流)相乘的電子器件。在高頻電子線路中,振幅調製與解調的過程,均可視為兩個訊號相乘或包含相乘的過程。採用整合模擬乘法器實現上述功能比採用分離器件如二極體和三極體要簡單得多,而且效能優越。

目前無線通訊、廣播電視等方面應用較多[9]。

在幅度調製過程中,根據所取出已調訊號的頻譜分量不同,分為普通調幅(am)、抑制載波的雙邊帶調幅(dsb)等。

普通調幅與雙邊帶調幅的區別

如果把已調調幅波加到負載電阻r上,則載波和邊頻都將給電阻傳送功率,它們的功率分別表示為:

載波功率:

3-8)

每個邊頻功率(上邊頻或下邊頻):

3-9)

上、下邊頻總功率:

2-10)

稱為調幅指數即調幅度,是調幅波的主要引數之一,它表示載波電壓振幅受調製訊號控制後改變的程度,一般。

普通調幅電路的原理框圖如圖3-2所示

普通調幅波實現框圖

啟動multisim11程式,ctrl+n新建電路**件,ctrl+b呼叫mc1496電路模組,將元器件放到電子工作平台的電路視窗上,搭建調幅電路,在元器件欄中單擊要選擇的元器件庫圖示,開啟該元器件庫。在螢幕出現的元器件庫對話方塊中選擇所需的元器件,本實驗常用元器件庫有2個:訊號源庫、基本元件庫。

滑鼠點選元器件,可選中該元器件。單擊滑鼠右鍵,可進行旋轉,調整元器件位置,雙擊該元器件,在彈出的元器件特性對話方塊中,可以設定或編輯元器件的各種特性引數。在介面右側選擇雙蹤示波器,用滑鼠連線將所有器件連線,儲存,點選介面上方正中綠色三角按鈕,雙擊示波器可觀察波形。

其multisim電路圖如圖所示。

mc1496普通調幅電路

觀察示波器,適當調節,當為100%時,使示波器出現am波。

mc1496普通調幅波

第三章 pcb製板

結論在電路設計與**平台multisim11**環境中建立整合模擬乘法器mc1496電路模組,利用模擬乘法器mc1496完成普通調幅型電路的實現。闡述了以上個電路的設計思路並進行了**,並簡述了原理圖的繪製,元器件的編輯與管理,及multisim的虛擬儀表的使用。針對實驗**現的問題做了分析和改正。

multisim又稱「萬能**」,在電路硬體連線前使用multisim11進行**,可以預防電路設計中的錯誤,並模擬預期效果,大大提高了實體連線的成功性。除上述電路外,multisim11在高頻電子線路中還有極其廣泛的應用,例如:小訊號的放大、功率放大器實驗、晶體振盪器實驗等。

此外multisim11還可用於模擬電路的分析、數位電路的分析等。其強大的**功能遠遠超過本文所述,有待進一步研究。

致謝對我而言,此次課程設計的過程中我遇到了許多挫折,如軟體使用中的很多問題,但我認為挫折是乙份財富,經歷是乙份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上乙個非常美好的回憶。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正為社會服務,從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。

在設計的過程中遇到問題,可以說得是困難重重,難免會遇到過各種各樣的問題,同時在設計的過程中發現了自己的不足之處。

感謝通訊齊齊哈爾大學通訊學院為我們提供了這次實踐機會;感謝齊秦越老師為我們提供**實驗條件和指導;同時感謝秦越老師的意見和指導;再次感謝秦越老師對**專案和**的意見;感謝所有實驗室老師給予的幫助,是你們使我們成長,從幼稚到逐漸成熟。感謝寢室同學提供相關的資料,雖然**沒有使用,但我們也學了不少;感謝電子系老師的幫助和關心。

[1] 聶典.丁偉. multisim 10計算機**在電子電路設計中的應用[m].電子工業出版社,2009:12-72.

[2] 林章.模擬相乘器mc1496的應用分析.閩江學院學報.2023年4月第25卷第2期:44-49.

[3] 黃智偉. 基於ni multisim的電子電路計算機**設計與分析[m].電子工業出版社,2008:2-54.

[4] 趙秋; 柴鎖柱. 基於multisim2001的差放電路的**分析.微計算機資訊.2023年第05期:23-46.

[5] 丁翠芳.基於multisim9軟體的電路設計. 電氣時代. 2023年第02期:32-52.

[6] 盧豔紅.基於multisim 10的電子電路設計、**與應用[m].人民郵電出版社,2009:7-63.

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