MC1494/MC1596多功能集成电路的工作原理与应用分析

简介：
本文深入探讨了MC1494和MC1596芯片的工作机制及其在信号处理、振荡器设计等领域的实际应用，为电子工程师提供了详尽的技术参考。 ### 多功能集成电路MC1496/MC1596的工作原理及其应用 #### 一、MC1496/MC1596的特性 由Motorola公司设计的多功能集成电路MC1496/MC1596因其出色的性能而在多种应用场景中得到了广泛应用。这款芯片提供了三种不同的封装形式：金属封装、陶瓷封装和塑料封装，适用于不同工作环境和要求。 当作为平衡调制器使用时，MC1496/MC1596表现出卓越的载波抑制能力，在载频为1 kHz至0.5 MHz时可达到65 dB；在频率提高到10 MHz时则降低至50 dB。此外，这款芯片还具备平衡输入和输出特性，并能提供高达85 dB的共模抑制比（CMRR）。这些特点使其非常适合用于通信系统中的调制解码任务。 其增益可调节且信号变化范围宽广，功耗较低，典型值为33 mW。通常在+12 V电源下工作。对于民用产品MC1496，工作温度范围是0°C至70°C；军用级别的MC1596则可在-55°C到125°C的极端条件下运行。 #### 二、工作原理 内部电路结构如图所示，由两个恒流源和四个差分对晶体管组成。这种双差分对调制电路中的推挽输出端通过外部电阻与电源正极相连；输入信号也是以推挽方式接入，并进行交叉耦合连接。 在双端输出情况下，输出电压直接反映电流i4-i3的变化（其中i4=i2+i3、i3=i2+i1）。差分对T1-T2和恒流源Ie的组合与另一组T3-T4及恒流源产生相应的电流变化。载波信号输入到两个差分对中，每个晶体管电流随输入电压的变化可以近似表示为双曲线正切函数： \[ i_2 - i_1 = I_e \cdot tanh\left(\frac{u_c}{2kT}\right) \] \[ i_4 - i_3 = I_e \cdot tanh\left(\frac{u_m}{2kT}\right) \] 这里，\( u_c \)代表载波信号电压，\( u_m \)代表调制信号电压。当输入差模电压较小（小于26 mV），双曲线正切函数可以简化为线性关系。因此，在低幅度信号下输出电流与输入呈线性关系。 #### 三、应用举例 MC1496/MC1596作为平衡调制器使用时，常用于低于50 MHz的频段中。例如在产生一个20 MHz单边带杂波调制信号的应用案例里，需要将频率范围为90 Hz至9 kHz的杂波进行逐级调制。采用两级平衡调制器实现这一目标：第一级和第二级载波分别为1.75 MHz和20 MHz，并在每阶段之后配置高性能滤波器去除无用边带信号。 以1.75 MHz平衡调制器为例，其具体电路如图所示。这种设计不仅实现了所需的调制效果还确保了输出质量与稳定性，充分展示了MC1496/MC1596在实际工程中的强大功能和灵活性。 --- 总结起来，MC1496/MC1596是一款非常实用且性能优异的多功能集成电路，在平衡调制器领域表现出色。通过深入理解和合理利用该芯片，可以在多种应用场景中发挥重要作用。