MC1496平衡式調(diào)制解調(diào)器中英文資料講解

1、MC1496/MC1496B 平衡式調(diào)制解調(diào)器這類器件用于輸出電壓是輸入電壓（信號）和轉(zhuǎn)換電壓（載波）乘積場合。典型應(yīng)用包 括抑制載波調(diào)幅，同步檢波，F(xiàn)M檢波，鑒相器。更多的應(yīng)用信息請參照 ON半導(dǎo)體公司AN531 的應(yīng)用手冊。特性極佳的載波抑制性能-65 dB typ 0,5 MHz -50 dB ryp a 10 MHz增益和信號處理可調(diào)高共模抑制比典型值為-85dB器件內(nèi)部含有8個三極管1多種封裝形式SOIC-14D SUFFIXCASE 751APDIP-14P SUFFIXCASE G4GPIN CONNECTIONSSignal Input T San Adiusl T Gaii

2、用just 叵 Signal I npil T 彌ITojtpj |Ti2Figure 1r &uppr$ed Carrier output W3 veto rm4MKHE HBIttFigure 2. Suppressed Carrier spectrumFigure 3. Amplitude ModJlattcn Output WaveformFigure 4. Amplitud-Moduiaticn spectrum極限參數(shù)（如無特別說明，測試溫度為25 C）RatingSymbolVak»eUnitApplied(V6-V8P V10-V1PV12-VB, V12-V

3、10. V8-V4. V3-V1P VI0-V4. V6-V10, V2-V5. V3-V5)AV3QVdcCMfenential Inpm SignalW-V1QW|V1+5,Q M5 + I5RJVdc曲imum Bias CurrentIe10rrThermal Resislance, Junctoon-tD-Air Plastic Dual In-Line PackageRflJA100CMOperating Anibent Tenipeiratijre RamgeMCI496MC1496BV0 to t70 -40 to+ 125嗆Storage Temperature Range人

4、細65lo +150Electrosteilic Disharg® Sengrtruity (BSD) Human Body Model (HBM|i Madune Mtetell (MM)ESD2000JMV超過極限參數(shù)可能會造成器件永久性的損壞。電氣特性（測試條件：_: -'- - I -. I如無特別說明，所有的輸入輸出均為單極性。）CharjKtedstieFig.NoieSymlwlMlnTypMaxUnitCanner FeedthiiwghVc = SO mVrms 卻n& wave andfc = 1,0 kUfeoffset adjusted to

5、zerofc s 10 MHzVc = 300 mVpp squsmoffset adjusted to zerofc = 1.0 kHzoffset iwt adjustedfc = 1,0 k.lte5140140Q.04 2004200(iVrmsmVmnsCarrier Supprsssiorifs = 10 kHzr 300 mWnsfc = 500 Ik Hz, 60 mVrms sma wave = 110 MHz, 6D mVrms sine wave524D6650-dBkT釦sadmittamce Bandwidtti Magnitude)(禮=50 ) Carrier I

6、npuf Port, VcmVfms sine wavief5 = 1.0 kHz, 300 niVrms sine waveSignal Inpul P&rt, V5 = 300 mVmis sm© |VC|-06Vdca3dB-30080-MHzSignal Gain (Vj = 100 nnVrTns, f = 1.0 kHz; |VC|= 0.5 Vdc103253.5-VJVSingle-Ended Input Impedance, Signal Port, f = 50 MHz Parallel Input Resistance Parallel Input Ca

7、pacrtdince6片%2002.0kQPFSingle-Ended Output Impedarice, f - 10 MHz Parallel Output Resistance Parallel Ckjlput Capacitance6up405.0邁 pFInpul Bi站 Currerrt,II + 14. iIB + 110'us 1- W -2712123D30HAInput Offset Qxrent U=I1-K Ijoc IS-HO71胡10.70.770703Average Temperature Coefficient of Input Offset Cune

8、rrt i.T- -丸 Cto+IPF Ci7lTCtel2DnflCOutput Offset Current (16-19)7-H»l-14B0pAAverage Teriiiperature Coefficient of Output Offset Current (Ta= -66,:,G to+12&,:C)7ITCI90nMCCommon-Mode Input Swing, Signal Port 他=1 0 kHz94CMV5.Q-VPPConiniori-Mode Gain. Signal Port, fs = 1.0 kHz, |VC|= Q.5 Vdc9-A

9、CM-85-dBCommon-Mode Quiesoent Output Voltage (Pin 6 or P n 刃10一隘6Q-VppDiffefenitiall Output Voltage Swing Gapabilily10一JBD-VppIPower Supply Current 16 +112111476heIee2.03.QJ.050imAdcDC Power Dissipatioin76Pd33mW基本操作信息載波饋通是指輸出電壓信號中未調(diào)制的載波（信號電壓為0）?？蛰d波由差分放大器中的電流來平衡（通過偏置電阻調(diào)節(jié)，圖5中的R1）。載波抑制載波抑制是指每個邊帶的載波輸出與信

10、號電壓的比值。載波抑制與輸入的載波等級有很大關(guān)系（如圖22所示），低等級的載波不能夠使上部開關(guān)器件完全導(dǎo)通，致使信號增益降低，由此減少載波抑制。 較最優(yōu)載波等級較高的載波信 號會引起不必要的器件與電流的載波饋通，并導(dǎo)致載波抑制降低。MC1496的最優(yōu)載波輸入信號是60mV有效值的正弦波，頻率在 500KHZ附近，在調(diào)制中推薦使用此載波信號。載波饋通依賴于信號波的電壓等級V s。所以輸入電壓信號大的時候載波抑制可以最小化，但是在輸入三極管對前必須添加線性操作部分，否則在器件的調(diào)制信號輸出端會出現(xiàn)畸變，會與載波抑制混淆。此時需要在輸入信號幅值端加裝上拉限定（參看圖20）。最優(yōu)的載波等級在圖22中給

11、出，此時可以得到較好的載波抑制以及最小的虛假邊帶。在高頻線路中，為了減小載波饋通，電路的布局分配就顯得極其重要了。為了抑制載 波輸入和輸出通路的耦合電容，有必要添加屏蔽。信號增益和最大輸入電壓等級 低頻時的信號增益為26 nWIS(mA)二 = m ；，這樣形成v0 R|_Avs = v；-奇頃 where g為了使上部三極管開通和兩個三極管關(guān)斷，需要直流偏置 一個柵型差分放大器。線性操作需要輸入信號低于RE電流要小于15。vs 冬 15 Re (Volts peak)注意：在圖10的電路中】的最大輸入峰值為 1.0V。共模擺動共模擺幅是兩個差分信號放大器基極間的電壓，這種擺動隨具體電路和偏置

12、條件而改 變。能量消耗集成電路中的能量消耗 PD應(yīng)按照每個端口的電壓電流乘積來計算，例如詩£兒 -1-，并忽略基極電流時 片-，-、.(此處的下標代表引腳標號)。設(shè)計方程式以下是部分設(shè)計方程式(在其他電源和信號輸入條件下)。A. 操作電流內(nèi)部偏置電流由5腳設(shè)定。假設(shè)-:-對所有晶體管陀農(nóng)用|V (bR5 = 一 -500QioR5為5腳和地之間電阻。在一二-二匸時11: o在MC1496中，15的推薦值為1.0mA。B. 靜態(tài)共模輸出電壓V6 = V12 = V+ - I5 R L偏置MC1496需要外加直流偏置電壓。建立這三種等級的方案是三極管的集電極和基極電壓 不小于2.0V，并

13、且不能超出以下范圍30 Vdc NVI2) - (V& VI0)三 1 Vdc30 Vdc 三 i(V& VI0)- (VI 一 V4) N 2.7 Vdc30 Vdc > (VI, V4)- (Xr5) >2.7 Vdc前述所有的前提是基本滿足：V6 = V12P V8 = V1OH V1 = V4進入引腳1,4, 8,10的偏置電流是三極管的基極電流在外部偏置被設(shè)計為不小于1.0mA時可以忽略。傳輸帶寬載波的傳輸帶寬是器件的3dB帶寬，由下式確定：i0 (each sideband) V21C v5 (signal) 信號的傳輸帶寬是器件的3dB帶寬，由下式確定

14、：vc = 0 .5 Vdc. v0 = 0_咕(引9門日I)V21S- vs (.signal)耦合電容和旁路電容圖5中的電容C1、C2在載波頻率附近的阻抗最好為.I匚。信號輸出單邊帶或雙邊帶的信號是從引腳6和引腳12引出。圖11畫出了輸出信號與調(diào)制信號和載波之間的關(guān)系。負電源VEE只能是直流電，在VEE間插入RF可以提高內(nèi)部電流源的穩(wěn)定性。信號端口的穩(wěn)定性在輸入阻抗為某些值的時候會產(chǎn)生震蕩。此時要在輸入引腳前添加 RC濾波網(wǎng)絡(luò)，以此來減少震蕩的Q值。PIFO_l±TX -Signal Inpul(Pins land 4)7在交變信號輸入的情況下可以采取在引腳 輸入電流的漂移會引起

15、載波抑制的降低。1、4前串聯(lián) "的電阻。在這種情況下,TEST CIRCUITS#b1MC1436ACl0.1)<FVcc12Vdc<+vaVS *ModulatedSigna hputNOTE: Shieding 諛 input Brd output esds may be needed to pcioperly perform Ih&se twts.Figure 6. Input-Output Impedance電阻CarrierNuV* -r-ao v(tVEEFigure 5, Carrier Rejection and Suppression81.0 k

16、F = IDkI Wf b o *10*1.0kIMC14962.Qkr2.0 kbO>SO6.B kCarrer NUIV(x 12Vdc0.1 pFIJCanierInpul 先1Vs 1ModdiaUig-aovdtVEEFigure 8. Transcon du ounce BandwidthWkK1C149610bOk-e.ov*VEEFigure 7. and Offset Currents跨導(dǎo)帶寬:蕊制匚1496Vcc 12V0C-aovocv6E3殉cFiguir 9. Commoni Mode GainFigure 10. Signal Gam and Output &

17、#163;wingTYPICAL CHARACTERISTICSTypical characienstics were obtained Mth circu t shewn in Figure 5,=' 500 kHz (sme 恥申詠Vc = 60 mVWnsif&= 1.0 kHzh Vs = 300 mVkmst I* = 25C, unless otherwise noted.Figure 11. Sideband Output versus corner LvlsSignalhixi = flQQ mV_4D0friVk 1SODiriVz<L2D0'(

18、tW= mtiN0501()0150iaoVC, CARRIER LEWL (mVrntsJFigure 12. Signal-Pert PitralIeHEqdivalent input Retancft versus Frequencyf.FREQUENCYHHz)Figure 14. Single-Ended Output Impedance versus Frequencys 30NWLD<d¥91n£k.lncHLJJTWH¥dexFFigure II3 - Signal-Port Para I lei-EquivalentInput Capaci

19、tance versus Frequency10TYPICAL CHARACTERISTICS (continued)Typical charactenstics were obtained with circuit shown in Figure 5T ft - EDO kHz (sine wave).Vc = 60 nn'Ams, fg = 1.0 kHi, Vs = 300 mVrrns, TA - 25',C, unless ottienMse noted.FE_ 一 出 WUJSQ誘 wCEl -SEftl CARRIER FFEOUENCV (HkiI 11叫扁=0

20、 IVJ = 0.5 Vtkj ELL -ILJj l Li, LJ沁 Bnd| 11 I II Sidebandli 訥 Each Sideband! y劃V- fSignd)MH張站呱幕11闊 «! =4h1C1496 <ta-.、J、JS =W -25025513 7S 103-IS ISO 17510勿凹4fls?胸TQ s N0_5UJHddns S-S5 $T*. AMBIENT TEMPERARJ RE CQFigure 16. Carrier Suppressionversus TemperatureFi甘ur電 17. Signal-Fen Fr«q

21、u«ncy RespondFigure 15. Sideband and Signal Port Trans ad mi lances versus FrequencyFigure 18. Carrier Suppression versus FrequencyLUCJ<rlclAlndlnQfc, CARRIER FHEQUENGVIMHzlFigure 19. Cdiri電r F«frdthrDugh versus FrequencympQWVBaijisffiso-lsahvaNnHovascnUJB NQsLduddns>/3r1 000 0-0-001

22、2 3 4 5 6 7 8Vs，INPUT SIG NAL AM P UIUDE 恫抽帕；Figure 20. Sideband Harmonic Suppression versus Input Signal Level120Figure 21 Suppressian of CarrieHarmomc Sidebands versus Carrier FrequencyFigure 22. Carriesuppression versus Carrier Input Level13#操作信息MC1496的集成調(diào)制電路如圖 23所示。輸出集電極連至一起以平衡乘法。集成電路內(nèi)部含有由雙電流源驅(qū)動

23、的上部差分放大器, 器的輸入電壓，這樣輸出信號就是輸入信號乘積的常數(shù)倍由對線性直流模擬乘法器的數(shù)學(xué)分析可知：輸出信號的范圍僅包含輸入信號頻率的和與 差兩部分。所以 MC1496可用于調(diào)制器、混頻器、乘法器、倍頻器以及其他的需要類似信號特征信號輸出的場合。 低倍差分放大器的發(fā)射極連至芯片的引腳，以便外接發(fā)射極電阻。同樣，在芯片的輸出端同樣需要外接負載電阻。信號等級上部的嵌入式差分放大器可工作與線性區(qū)和飽和區(qū)，下部的差分放大器在大多數(shù)情況 下都工作于線性區(qū)。當(dāng)輸入信號都為較低等級的時候，輸出將包括輸入信號的共頻和差頻部分，輸出信號 的幅度是輸入信號幅度績的函數(shù)。當(dāng)輸入的載波信號是較高等級并且調(diào)制信

24、號輸入端工作與線性區(qū)時，輸出信號將包括 調(diào)制信號的差頻、共頻信號和載波的基波與其奇數(shù)倍的諧波信號。輸出信號幅度是輸入信號的常數(shù)倍，載波信號的幅度變動一般不會在輸出信號中體現(xiàn)出來。差分放大部分的線性信號處理能力已被很好地界定出來。在發(fā)射極不惡化的時候，輸 入信號的線性操作范圍可達到25mV由于上部差分放大器的發(fā)射極在芯片內(nèi)部連在一起，這使載波輸入在任何情況下都能滿足。下部的差分放大器需要外接發(fā)射極電阻，他的線性信號處理范圍可由用戶設(shè)定。最大 的線性信號輸入范圍由下式?jīng)Q定V = (15) (Re) volts peak.由此式可計算出在一定輸入電壓下的RE值。Bias 5 o4 ； Gaii彳 A

25、KjUEt500VEE 14°、 (Pii nuriMrsper G packs腳Figure 24. Topical Madulator CircuitFigure 23. Circuit Schematic電壓增益和輸出頻率的關(guān)系Table IL Voltage Gain and Output RreqiuenciesCarrier Input Signal (VcJAp|ira)timiateGainOuitput Sigmal Frec|Li&ricy(s)Low-leveJ de%vc2(RE + 2reJ(T)Hjghi-level derlRt+ 2re加Low

26、-lav創(chuàng) acRL Virms)High-level ac0.637 Rl rie 4 兀電士気並±4禺士hi. 2 Low-level Modulating Signal, VM1 assumed m all cases. Vc iis Carrier Input Voltape.3. 跡啟門 the output signal contains mulliple frequencies, the gam expression given 曲 for the oulpirt ampliitude afeach of the Iwo d啟sired oulputs. fc *制id

27、幅-仃4 All gain expressions ar for a sing俺mded outpdl For a differential oulput cofimdkMii, nuillipiy &ach &xpcossion by lo.6l 理=Load resisteinca.6. Re = Emitter resislance between Pins 2 and 3.7. re = TranMtcr dynamic emifler re&sterice, 3125°C; 茨 rm/" Ig (mA)8 K = 6oftzrrianinp

28、5 Constenl T 二 iempe*atuire in degrees Kelvin, q - lhe charge w ar eledr-on設(shè)計者常常關(guān)心的是MC1496從輸入端到輸出端的增益常量。這個增益常量只有在下部的差分放大器工作與線性區(qū)時才有效，這個條件在一般情況下都能夠滿足。如前所述，上部的差分放大器可以工作與線性狀態(tài)，也可工作于放大狀態(tài)，MC1496在低等級的調(diào)制信號和如下載波信號時的近似增益表達式已經(jīng)給出：(1)低等級直流(2)高等級直流(3)低等級交流(4)咼等級交流這些表達式在表1中給出。應(yīng)用信息MC1496最基本的應(yīng)用是 雙邊帶抑制調(diào)制，此應(yīng)用的電路在前頁已經(jīng)給出

29、。在某些應(yīng)用中，MC1496可能應(yīng)用于直流供電而非雙端供電。圖25所示為在12V單電源供電情況下的平衡式調(diào)制設(shè)計，此電路的工作效果接近于雙端供電的調(diào)制。AM調(diào)制圖26所示是一個低修正的調(diào)制電路。從載波抑制到 AM的轉(zhuǎn)換操作需要載波的空分壓適應(yīng)輸出端正確的載波插入（？）。但是圖26中空載波抑制電路調(diào)節(jié)范圍不夠大，所以載波調(diào)制電路需要作如圖27的修正。乘法探測器器MC1496可以做成極好的 SSB乘法探測器（如圖 28）。這種乘法器的靈敏度為 3uV,在有9.0MHz的中間級操作時的動態(tài)范圍為90dB。此探測器是整個高頻范圍的寬帶探測器。在中間級的頻率接近50KHz時，8腳和10腳的電容應(yīng)當(dāng)由0.

30、1uF增加到1.0uF，同時在12腳的輸出濾波也要修正為特定的中間頻率和音頻放大器 輸入阻抗。在MC1496的實際應(yīng)用中，弓I腳 2和3之間的發(fā)射極電阻需要根據(jù)所需增益、靈敏度和 動態(tài)范圍來調(diào)節(jié)。這個電路也可以用于 AM檢波：載波信號送入載波輸入通道，AM信號輸入到SSB輸入通道。亦可由其自身產(chǎn)生。載波信號引入或者不引入調(diào)制，如果載波信號被調(diào)制，推薦使用300mV有效值的輸載波信號可由中間級頻率信號產(chǎn)生, 將會使上部的差分放大器處于飽和狀態(tài)。 入信號等級。雙平衡混頻器在有調(diào)諧窄帶或?qū)拵л斎胼敵鼍W(wǎng)絡(luò)時MC1496可用作雙平衡混頻器。引入載波輸入通道的自激信號幅值最好有效值為100mV圖29所示為

31、一個寬帶輸入，調(diào)諧輸出的混頻器電路 倍頻器在MC1496的兩個輸入端輸入同樣的信號時，MC1496將用作倍頻器。圖30和圖31分別是低頻倍頻器和高頻倍頻器電路。鑒相和FM檢測MC1496可用作鑒相器。高等級的信號引入兩個輸入端，當(dāng)輸入信號的頻率相同時 MC1496的輸出會是兩個輸入信號相位差的函數(shù)。運用鑒相器的原理可以做成FM檢測器，調(diào)諧電路需要加至一個輸入端，使輸入信號的相位按照頻率的函數(shù)變化，這樣，MC1496的輸出就會成為輸入信號頻率的函數(shù)。典型應(yīng)用電路15#ijOkCornerDSBOlitpulFigure 25. Balanced Modulator (12 Vdc Single

32、Supply)1J kAAArX r 25(iFF 15 V = Ca儷In珂l人 60 mWrms*字Mkriutartin _Signal Input 10 |iF300 itiWtis 15 V10kCanief H*Input *Vs ModulaljfigSigMl 10 k InpulR1Figure 26. Balanced Mod uliator- De mod u lat or-一(亠一.Modutrig Signal InputU-時CriwRl 1i：¥ i*L-vaMC1I496Q.1 ufISSBlkY匡i弋Q VdcFigure 28. Fra duct

33、Detector (12 Vdc Single Supply)Figure 27. AM Modulator Circuit161.0 k 0M1 rF g)5ci later 書 jInpuilOmVrms0*&1MC1436515155.0B0uk陽-8.0 WcLI 44 Toma AWG Wo. 28 Enama ed Wire, Wound on Micwnnetei Type 446 ©okl Gore9MHz ompuiFigure 30, Low-Frequency DcublerFigure 23. Doubly Baljnctd Mixer(Broadba

34、nd inputs, s o mhz Tuned Output)1.0 k -Wi9- 0.001±zK 0,001vccV+>+8.0Vdc0JD01 uF L150 M% ' 丁MC1496.14：6.BkBalance 18 nHl?；WpF 300 h»2.; OilpulRl-50Q1.0-10 pF10k10k50 kLI = 1 Turn AWG Nd. ISA rer 7/32" IDFigure 31. 150 to 300 MHz DoublerFraqjsnqiA Balanced Modulafcr Spedrum DEFIN

35、ITIONSfc Camer Findamernal居 Ktadu atlng 営電na fc ± fs FundafTiArital Carrier SidAendafc 士 nfsnfc ± rifsFundamental Carrier Sidebard HanriomicsCarder HarmonucsCorner HarmDnic Sidebands18ORDERING INFORMATIONDeviceiPackiigeShipping-MC149GDSOIC- M55 Ikwts/RailMC1496DR2SCHC-142500 Taps &MC14

36、96DR2GSOIC-W (Pb-Free)2500 Tape & ReedMC1496PPOIP-1425 LMrts/RailMC149SPGPDIP-14(Pb-Free)26 Units/RailMCU96P1PDIP-1425 Wite/RailMC1496BD11455 曲s/RailMC1496BDF?2SOIC-142500 Tape & RseJMC1496BPPDIP-1426 Lkiits/RailtFor information cn tape and reel speoficaliws. including pan ofientafcri aid Op

37、e sizes” please refer to wr 7>pe and Rttl Packaging Specifications Broctiure, ARD0011.rD.PDIP-14P SUFFIX 匚匕韭646MARKING DIAGRAMSSOIC-14D SUFFIXCASE 751A14R R R R R R R14R R R R R R R14iA 幾人幾 Ai iA14幾幾人n幾幾nMC1496D:AWLYWH H H H H H H1MC14&6BDAWLYWH H H H H H HMC1496P0 AWLYYWWwwvwl MC1496BPQ AWLY

38、YWWV V V V V V V19#A= Assembly LocationWL= Waf&r LotYY. Y = YearW = Work WeekPACKAGE DIMENSIONSPtplEETSUTNfiFUHFSOIC-14D SUFFIXPLASTIC PACKAGECASE 751A-03ISSUE F(£>|0.25(0.010® B ®Rx.幅NQWI QWEWSIOT MG AhCAEft W9YMSIkl I輕£ CCNTROUMMLUMETEq.3. 0«&M5M>l5 AID i&

39、;CO HOT INClUtt HOW PR0TFIJ9CW丄 MAXHIJM MO LD PHOTRAJBICIIOiJS fl-m PERSAE、OHSNSIOH HUT mao dW&MI P ROTRUHON. MWWABaEDAMWI PADTRLEmJ SMALL BE fr lST pjOoS IDHL IN E Xix$ CTKO 口 WFM5J OHAT M¥W_NI l#EE蝕L 03fflm0*lNMLkinehersMemMMMAXLmhIMXA皿話a J3?D.344B3 BO4(Nai»Q 157辛1騎l?$打吟0問QMM0阿IFft*D55JL9ISQ阿Q12TBSCOJKOB3CJAISQcninonKa iqaQQ»II滬fl-3嚴F5 B00 2UB -025Smp