高频电子线路第二次实验

1、高频电子线路第二次实验模拟乘法器调幅与二极管大信号检波一实验目的 1掌握集成模拟乘法器(MC1496)构成的振幅调制电路的工作原理及特点； 2掌握利用乘法器实现平衡调幅的原理及方法； 3了解大信号峰值包络检波器的工作原理； 4学习调制系数m 的测量方法； 5研究检波器负载参数对检波性能的影响。观察和了解检波器产生负峰切 割失真和惰性失真波形特点和原因。二实验原理1、集成模拟乘法器的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能

2、比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。下面介绍MC1496集成模拟乘法器。（1）MC1496的内部结构 (a)内部电路 (b)引脚图 MC1496的内部电路及引脚图（2）静态工作点设置MC1496可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电。器件的静态工作点由外接元件确定。静态偏置电压的设置静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC

3、1496的特性参数，对于图11-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即： 8=10 , 1=4 , 6=1215V6 (12)-8 (10)2V15V8 (10)-1 (4)2V15V1 (4)- 52V3、集成模拟乘法器的应用举例（1）振幅调制振幅调制是使载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变换过程。通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。它们的波形及频谱如图 (a)调幅波波形 (b)调幅波频谱MC1496构成的振幅调制器电路如图 抑制载波振幅调制乘法器输出的调幅波惰性失真（对角线失真）负载电阻越大，通角越小，检波效率越高；电路的输入电阻越大，对前级

4、电路的影响越小。但是如果放电时间常数过大，电容放电过漫，导致二极管截止，使输出电压不能紧跟包络的变化，因而在包络下降的过程中产生了非线性失真。由于这种失真是电容的较大的惰性造成的，故称为惰性失真。失真部分的曲线形似对角线，所以也叫对角线失真。波形见右图当调幅系数以及调制信号的频率越高，越容易产生惰性失真。很明显，惰性失真是放电时间常数过大所至，只要合理选择时间常数就可避免惰性失真。所谓合理就是保证电容电压变化的速度高于包络的变化速度。避免产生惰性失真的条件： 负峰切割失真（底部失真）通常，检波电路的负载是低频放大器。在两者之间有耦合隔直电容CC，以去掉检波器输出电压中的直流成分。为分析方便，将

5、放大器的输入端用RL等效到检波器的输出端。电路如右图造成负峰切割失真的原因是因为耦合电容CC的存在。为了有效地将检波器输出的低频信号传送到下一级，耦合电容CC的容量较大，检波器输出的直流分量几乎全部降落在耦合电容上，电阻 将与 分压该电压对二极管来说是反向偏压，当输入电压小于该电压时，也就是包络的底部，二极管会截止。则小于 的包络线不能被提取，输出电压的底部被切割，所以叫底部切割失真。其波形如右图要避免这种失真必须保证 URL的电平低于包络的最小值，即即：（2）同步检波振幅调制信号的解调过程称为检波。常用方法有包络检波和同步检波两种。由于有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可

6、以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，所以无法用包络检波进行解调，必须采用同步检波方法。MC1496模拟乘法器构成的同步检波解调器电路如图 MC1496构成的同步检波器其中ux端输入同步信号或载波信号UC, uy端输入已调波信号US。输出端接有由R11与C6、C7组成的低通滤波器及隔直电容C8，所以该电路对有载波调幅信号及抑制载波的调幅信号均可实现解调。载波的调制信号，经MC1496同步检波后的输出波形如图所示。二极管包络检波器只适用于普通调幅波的解调，为了从抑制载波的双边带或单边带调制信号中取出调制信号，必须采用同步检波

7、方法。乘积型同步检波的原理框路如图3所示，输入信号除了有需要进行解调的调幅信号电压外，还必须外加一个与输入信号载波同频、同相的本地载波信号，经过相乘和滤波后得到与原调制信号成正比的低频信号。表一给出了三种调幅信号采用乘积型同步检波器进行解调的数学原理。 乘积型同步检波的原理图三 实验步骤1 测量MC1496引脚电压，分析工作点。2 观测标准调幅波，改变调制信号幅度，测量调制系数。3 观测抑制载波调幅波，与100%下的标准调幅波比较。4 测量二极管包络检波波形，观测惰性失真，负峰切割失真。5 测量同步检波波形。步骤1测量MC1496引脚电压，分析工作点1. 静态工作点调测：使调制信号V=0,载波

8、VC=0，调节W1使各引脚偏置电压接近下列U8U10U1U4U6U12U2U3U56V6V0V0V8V8V-0.7V-0.7V-6.8VR11、R12 、R13、R14与电位器W1组成平衡调节电路，改变W1可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制和单边带调幅波。为了使MCl496各管脚的电压接近上表，只需要调节W1使1、4脚的电压差接近0V即可，方法是用万用表表笔分别接1、4脚，使得万用表读数接近于0V。步骤二，三 观测标准调幅波，改变调制信号幅度，测量调制系数。 观测抑制载波调幅波，与100%下的标准调幅波比较。 在主箱上正确插好乘法器模块，正确连接电源线，主板上的±1

9、2V接模块上的±12V，主板上的GND接模块上的GND，接通电源，若连线正确,电路板上的电源指示灯将会亮。 断开J12、J13、J15、J19，J110，连接J11、J14、J16、J17、J18，组成基于MC1496的调幅电路。（1）抑制载波振幅调制从TP6端输入的载波信号（由高频信号发生器EE1051提供），在50mV左右。先将TP7接地，调接电位器W1使输出电压尽可能小（调平衡）。再从TP7端输入的信号，逐渐增大，直至出现抑制载波的调幅信号（用示波器在TT11处测试）。（2）产生有载波振幅调制信号在步骤（1）的基础上调节W1，使输出信号中有载波存在，则输出有载波的振幅调制信号。

10、步骤四 测量二极管包络检波波形，观测惰性失真，负峰切割失真。（1）K3、K6 向上拨，K4、K 5、K7 向下拨，观察不失真检波输出波形。 （2）K4、K6 向上拨，K3、K5、K7 向下拨，观察“对角线切割失真”现象，若现象不明 显可加大调制信号幅度或适当改变各开关的拨动方向。 （3）K3、K7 向上拨、K4、K5、K6 向下拨，观察“负峰切割失真”现象，若现象不明显 可加大调制信号的幅度或适当改变各开关的拨动方向。 步骤五 测量同步检波波形。参考附图，连接J22、J25，断开J21、J23、J24、J26，组成由mc1496构成的同步检波电路。（1）开关K1、K2向右拨。（2)从TP3处输入的载波，由高频信号源部分提供（此信号与平衡调制