雷少刚

(西安航空学院 电气学院，陕西 西安 710077)

1 概述

振幅调制、振幅解调、混频电路其核心的器件就是相乘器[1]。相乘器类型有两种，一是由半导体器件二极管、三极管的发射结组成的分立元件构成；二是由集成电路组成的模拟乘法器[2]。随着电子工艺技术的提高，由二极管所组成的集成相乘器也已出现[3]。掌握相乘器的组成、工作原理、分析方法是学好调制、解调、混频电路的关键。

相乘器具有两大特点：(1)输入两信号的角频率分别为w1、w2、输出频率为w1+w2、w1-w2。两个信号相乘有新的频率产生。(2)输出信号的频率与输入信号频率相关。即为输入两信号频率的和频和差频。即频率线性搬迁。

由此得出结论：两信号相乘将会产生新的频率，具有频率变换功能、输出信号的频率与输入信号频率相关。

2 半导体器件二极管开关状态工作的基本条件及基本原理

如图1所示，如输入信号电压表示式分别为：

u1(t)=U1mcosw1t

u2(t)=U2mcosw2t

要使半导体二极管工作在开关状态，必须满足以下条件：

U1m≫U2m

w1≫w2

第一个条件是指二极管要导通或截止主要取决于u1(t)电压的极性。二极管主要受u1(t)电压的控制，工作在开关状态。第二个条件是应用在幅度调制电路中，二极管的导通频率也要受到u1(t)电压的控制。在此条件下，二极管等效为开关，其等效电路如图1b所示。图中S1(u1)是受u1控制的单向开关函数，即

S1(u1)=1u1≥ 0 时

S1(u1)=0u1< 0 时

(a)原理电路 (b)开关等效电路模型

图1二极管开关工作状态

由于u1是周期性的函数，所以s1(u1)也是周期性函数，函数波形省略，它是矩形脉冲序列，其展开为傅里叶级数表示为