实验十九_调幅与检波

1、实验名称调幅与检波学生姓名学号1. 实验原理（包括单元电路原理，设计方案对比等）1. 调幅电路用低频调制信号去控制高频正弦波的振幅，使其调制信号的变化而呈线性变化的方法，称为调幅。条幅电路分为高电平调制和低电平调制两种类型。高电平调制，是指先将调制信号和载波分别经过若干级放大，在功放级进行调制后直接输出的以何种调制方式。目前这种调制方式，主要应用在大功率的广播发射机中，器件为电子管。低电平调制，是指调制信号和载波在低电平进行调制，然后再进行若干级放大的调制方式，目前这种调制方式比较普遍，甚至一些先进的大功率广播设备也采用这类调制方式，所得到的低功率已调波可利用功率合成技术得到足够大的功率输出。

2、 模拟乘法器是低电平条幅电路的常用器件，它不仅可以实现普通条幅，也可以实现双边带调幅和单边带调幅。模拟乘法器可实现输出电压为两个输入电压的线性积。单片集成模拟乘法器种类较多，由于内部电路结构不同，各项参数指标也不同，在选择时，应注意以下主要参数：工作频率，电源电压，输入电压动态范围，线性度等。 常用的Motorla公司的MC1496单片集成模拟乘法器是根据压控吉尔伯特电路原理制成的双平衡模拟乘法器，电路如图1所示。偏置电阻Rb用来调节恒流源I1、I2的电流值，T3和T4发射极皆有反馈电阻Ry，调节其阻值可以调整增益和输入信号的线性范围，Ry越大，负反馈越强，增益随之减小，但线性动态范围加大。载

3、波信号由T5T8管基极输入，输出信号由T5T8管集电极引出，外接负载电阻RL。MC1496的主要特性参数如下： T=25电源电压/V输入电压动态范围/V输出电压动态范围/V3dB带宽/MHzV+=12V-=-8-0.026<Ux<0.026-4<Uy<4-44300由模拟乘法器MC1496构成的普通条幅电路原理图如图2所示。Y通道输入含有直流电压的调制信号U直+u（t）=U直+Ucost，其中，调制信号为u（t）=Ucost，X通道输入高频载波信号uc（t）=Uccoswct，相乘后输出为Ua(t)=KmU直+u（t）uc（t）=KmU直+UcostUccoswct=U

4、m(1+macost)coswct式中Um=KmUcU直，ma=U/U直为调幅系数。为了避免出现过调幅失真，要求ma<=1,即直流电压U直不能小于调制信号的幅度最大值U，在图2的电路中，由R4=R6=150和电位器Rw=100k组成调零电路，调节电位器Rw，改变直流电压U直，就可改变条幅系数ma，调幅系数ma的测量方法，通常采用峰谷显示法，即在示波器上显示出已调波，如图3所示，按定义ma=（A-B）/（A+B）*100%如果X通道输入的高频载波信号是大信号，输出信号应是Y通道输入信号与双向开关函数K2（wct）的乘积，输出信号ua的频谱应为wc和（2n-1）wc+，其中n=1,2，用带通

5、滤波器（如下图）就可取出其中的普通调幅波信号频谱而滤除fc的三次及其以上谐波的无用频谱，从而实现普通调幅。2. 检波电路从已调波中把调制信号还原出来的过程，称为检波。检波电路有许多种，本实验讨论二极管大信号检波，其原理如图4所示。D为检波二极管，C1为高频滤波电容，R1为直流负载电阻，C2为耦合电容，R2为外接负载，RL = R1/R2为交流负载。利用二极管单向导电特性，把输入已调波的正向部分检出来，由C1滤去高频部分，经C2隔掉直流分量，输出便得到低频调制信号电压。检波电路的电压传输系数K定义为：检波器输出低频调制信号的振幅Uo与检波器输入已调波中包络的振幅Um之比，即K=U0UmK值越大，

6、检波效率越高，由于二极管内阻的影响，K总是小于1，所以二极管正向电阻越小，反向电阻越大，则检波效率越高。检波电路的参数对输出信号失真的影响，通常表现在检波器的非线性失真有两种：对角线切割失真和负峰切割失真。当检波器直流负载的时间常数R1C1太大时，由于C1通过R1放电太慢，在输入电压幅值下降的过程中，使输出端电压仍高于输入端电压，造成二极管截止，输出电压仍按电容C1的放电曲线变化。产生这种失真称为“对角线切割失真”，又称为“惰性失真”。为了不产生对角线切割失真，R1C1不能取太大，经计算应满足下列关系：R1C11-m2mmax 式中：max为低频调制信号的最高角频率，如果max越高，且调幅系数

7、m越大，则R1C1应取越小。 负峰切割失真是由于交流负载太小而引起的失真。当检波电路未接负载R2时，检波输出信号可能没有失真。当接上负载R2时，检波后的输出直流电压U1降落在耦合电容C2上，此时C2的直流电压可以看作是一个直流电源（左正右负），UC2通过R1和R2分压，在R1上降为：UR1=R1R1+R2UC2 UR1的极性上正下负，当二极管正极电压低于UR1时，将使二极管反偏截止，从上式可知，在U1和R1一定时，负载R2越小，UR1越大，负峰切割失真越大。尤其是m值越大，这种失真也越严重。为了防止负峰切割失真，要求交流负载不能太小，必须满足以下关系：在m和R1一定时，要求R2阻值相应大一些，

8、就不会造成负峰切割失真。RL 'R1m2.仿真电路及器件选型3.电路搭接及参数测量1、 搭接实验电路： 根据图2搭接实验电路，然后接通直流电源，正电源接+12V，负电源接-8V。2、 测量静态工作点：测量管脚V5V6V8V12V14测量值-6.95411.8575.93211.859-8.1873、 测量调幅系数ma： 在图2电路中1496的8端经电容耦合输入载波信号Uap-p = 300mV，频率为465KHz，1端经电容耦合输入调制信号U = 100mV，频率为1KHz，用示波器观察输出的已调信号Ua的波形，分别调整RW阻值，测量对应调幅系数ma为0.8、0.6、0.3，并画出测量

9、波形。对应调幅系数峰值谷值交流零值AB实测调幅系数0.88.5758.0257.950.6250.0750.7860.68.6758.1257.950.7250.1750.6110.39.03758.57.951.08750.550.3284、观察过调幅失真波形： 调整RW阻值，使ma > 1，观察过调幅失真波形。5、 二极管检波特性的测量： 调整调幅电路，使ma0.3，搭接图4二极管检波电路，取R1 = 4.7K，R2 = 22K，C1 = 0.01F，C2 = 4.7F，用示波器观察检波输出的Uo波形。 从已调波中读取包络的振幅Um = 0.26875V； 从检波输出波形中读取的检波

10、振幅Uo = 0.0213V； 由此计算检波器的电压传输系数K = 0.07926。6、 改变检波负载电阻，观察检波输出失真波形：负载情况R1 = 4.7K，R2 = 22KR1 = 100K，R2 = 22KR1 = 4.7K，R2 = 2K失真情况失真严重基本无失真失真严重输出波形振幅Uo21.3mV130.5mV19.1mV4.误差分析 在测调幅系数时，因为很难从图形中直接读出对应调幅系数的波形，故需要不断地调整试探，因此会有一定的误差，但基本已经非常接近，其中0.3是达不到的一组数据，测试时已经将RW调至极限状态，测得的调幅系数为0.328。 因为在调幅电路输出端没有接上LC谐振回路来进行选频，因此也会造成输出波形的少量失真。 最后在负载电阻R1 = 100K的时候失真几乎没有，这是由于此时检波电路直流负载的时间常数=R1C1=0.001s与调制信号频率相同，应该是选频的结果。5.故障及解决方法（逐条列出实验过程中碰到的电路搭接、仪器使用等各种问