深圳大学试验四-振幅调制器

1、深圳大学实验报告课程名称：高频电路实验项目名称学院&专业指导教师I报告人：吴海 学号：06班级:电子1班实验时间：实验报告提交时间：教务处制振幅调制器一、实验目的1. 掌握在示波器上测量调幅系数的方法。$2. 通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。3. 掌握用MC1496来实现AM和DSB-SC的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间的关 系。二、实验设备与仪器万用表双踪示波器AS1637函数信号发生器低频函数信号发生器（用作调制信号源）实验板3 （幅度调制电路单元）三、实验基本原理1. MC1496 简介YMC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接

2、如图5-1所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1T4）,且这两组差分对的恒流源管（T5、T6） 又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：（8）、（IQ）脚间接一路输入（称为上输入vl）,、脚间接另一路输入（称为下输入v2）,、（脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从、 脚间取输岀voo （2）、脚间接负反馈电阻Rto脚到地之间接电阻RB.它决泄了恒流源电流17、18的数 值，典型值为。（H）脚接负电源-8V。、（9）、（11）、（13）脚悬空不用。由于两路输入vl、v2的极性皆可取正或负, 因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明：因而，

3、仅当上输入满足vlVT （26mV）时，方有：才是真正的模拟相乘器本实验即为此例。MC1496内部电路及外部组成的调幅器3 RC波制Rt栈调按101 2O-q14 %用MC1496模拟乘法器组成的振幅调幅器实验电路如图4-2所示。图中，与图5-1相对应之处是：R8对应于Rt, R9对应于RB, R3、R10对应于RC。此外，W1 用来调节、端之间的平衡，W2用来调节、（10）端之间的平衡。此外，本实验亦利用W1在、 端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端加入调制信号时即可产生AM波。晶体管BG1为 射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。U2V -12V四. 实验内容1- III MC1496

4、组成的模拟相乘调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测量。2. 用示波器观察DSB-SC波形。3. 用示波器观察AM波形，测量调幅系数。4. 用示波器观察调制信号为方波时的调幅波。五、实验步骤1.实验准备（1）.在实验箱体上插入“高频实验板3”模块。并用连接线将模块上的+12V电源输入端口和地与实验箱体上 提供的+12V输岀端口与地端口接通,-8V电源输入端口与实验箱体上提供的-8Y输岀端口与地端口接通,检査无 误后，接通实验箱上电源开关，此时实验板上电源指示灯点亮，即可开始实验。（2）调制信号源：采用低频函数发生信号发生器，其参数调节如下（示波器监测）：频率范围：1kHzY波形选择：幅度衰减

5、：-20dB输出峰-峰值：lOOmV（3）载波源：采用AS1637函数信号发生器，其参数调节如下：工作方式：内计娄（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗，此时才用作为信号源）。函数波形选择：工作频率：100kHz输出幅度（峰-峰值）：10mV2.静态测量（1）载波输入端（IN1）输入失调电压调节把调制信号源输出的调制信号加到输入端172（载波源不加），并用示波器CH2监测输岀端（OUT）的输岀波形。 调节电位器W2使此时输岀端（OUT）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。然后断开调制信号源。 调制输入端（IN2）输入失调电压调节把载波源输出的载波加到输入端IN1（调制信号源不加），并用示波

6、器CH2监测输出端（OUT）的输岀波形。 调节电位器W1使此时输岀端（OUT）的输岀信号（称为载波输入端馈通误差）最小。直流调制特性测量仍然不加调制信号，仍用示波器CH2监测输岀端（OUT）的输出波形，并用万用表测量A、B之间的电压VAB. 改变W1以改变VAB,记录YAB值（由表给出）以及对应的输岀电压蠅-峰值Vo （可用示波器CH1监测输入载波，并观察它与输出波形之间的相位关系）。再根据公式：W7 = KVABVCp_p计算出相乘系数k值，并填入表1。表1Vab(V)>0Vo (V)%<K(l/V1:需要指出，对乘法器，有Z = Kxy ,在这里有Vo = KVcVn （相应地

7、是OUT、INI. IN2端电压）。因此，当VQ二0时，即使VcHO,仍应有Vc=0o若VcHO,则说明MC1496的、输入端失调。于是应调节Rpl来 达到平衡，这就是上而实脸（1）的做法。上面实验（2）的调制平衡调节，意义与相同。另一方而，在下而的实验中，又要利用对Rpl的调节来获得直流电压，把它先与VQ相加后再与Vc相乘， 便可获得AM调制。这与“失调”是两个完全不同的概念，请勿混淆。-SC （抵制载波双边带调幅）波形观察在INK IN2端已进行输入失调电压调节（对应于W2. W1的调节）的基础上，可进行DSB-SC测呈:。（1）DSB-SC信号波形观察示波器CH1接调制信号（可用带“钩”

8、的探头接到IN2端旁的接线上），示波器CH2接OUT端，即可观 察到调制信号及其对应的DSB-SC信号波形。DSB-SC信号反相点观察增大示波器X轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB-SC信号，能否观察到反相点（常规调幅）波形测量（1） AM正常波形观察（在保持W2已进行载波输入端（171）输入失调电压调节的基础上，改变W1,并观察当VAB从变化到+时的AM波 形（示波器CH1接IN2, CH2接OUT）。可发现：当ABV增大时，载波振幅增大，因而调制度m减小：而当 VAB的极性改变时，AM波的包络亦会有相应的改变。当VAB二0时，则为DSB-SC波。记录任一 m<l时V

9、AB值 和AM波形，最后再返回到VAB二的情形。（2）100%调制度观察在上述实验的基础上（示波器CH1仍接IN2, CH2仍接OUT）,逐步增大调制信号源输岀的调制信号幅度, 可观察到100%调制时的AM波形。增大示波器X轴扫描速率，可仔细观察到包络零点附近时的波形（建议用 AM波形（CH2）触发，X轴扫描用 档；待波形稳定后，再按下“mHOMAG”按钮扩展）。（3）过调制时的AM波形观察 继续增大调制信号源输出的调制信号幅度，可观察到过调制时的AM波形，并与调制信号波形作比较。 调Rpl使V® 逐步变化为（用万用表监测），观察在此期间AM波形的变化，并把VAB为 时的AM波 形与

10、VAB为时的AM波形作比较。当VAB二0时是什么波形 最后调到水1时的AM波形。（4）上输入为大载波时的调幅波观察保持下输入不变，逐步增大载波源输出的载波幅度，并观察输出已调波。可发现：当载波幅度增大到某值（如 -峰值）时，已调波形开始有失真（顶部变圆）；而当载波幅度继续增大到某值（如峰-邮值）时，已调波形 开始变为方波。最后把载波幅度复原（lOmV）。5. 上输入为大载波时的调幅波观察保持下输入不变，逐步增大载波源输出的载波幅度，观察输出已调波的变化情况。并回答思考题。最后把载波 幅度复原（10mV）。6. 调制信号为方波时的调幅波观察保持载波源输出的载波保持不变，但把调制信号源输出的调制信

11、号改为方波（峰-峰值为100mV）,观察当 VAB从变化到时的（已）调幅波波形。最后仍把VAB调节到。当VAB二0时是什么波形六数据记录与处理1. 直流调制特性测量1Vab(V)/0Vo (V)*K(l/V )直流调制特性曲线:Vo（v）Vab (v)2.波形记录(2)常规调幅：m<l(1). DSB-SC (抑制载波双边带调幅)R T GOL 柯逻f O -800uU RIOOL $T=f O -8004丿fO<5HZ呂fG99e.B8HzIJpp(D=92.0mU IJpp(2) = i 14mU； Urr(D-92.0ttU Vrr(2：>- MSGmUCHI®

12、; 500rrr丿aigfflSU0rni丿Tine 1000us S-42匕Uus 韵；1他500酹JCH2v 100U Tine 200.Qus "O.030&S(3) 常规调幅:m=l(4) 常规调幅:m>lJ>p(l) =92,0mU ：UfpC?2 坊2吨=96.0mUUpf(2)= 168mUHM350.0威CH2®5O0mU Tine 200.0us &>-64.00us 画U350.0冰丿CH250.0nU Time 200.0us 0-64.00us七思考题1.由本实验得出DSB-SC波形与调制信号，载波间的关系。 2解释

13、在1496组成的调幅器中，把载波作为上输入的理由。答：1. DSB-SC波形的包络是由调制信号与其相位差别180。的波形合成而成的，双边 带调幅信号不仅其包络己不再反映调制时波形的变化，而且在调制信号波形过零点 处己调波的调频相位有180。的突变。而载波只提供抬高调制信号的频谱的作用。2.因为对于MC1496来说，仅当上输入满足vlWVT (26mV)时，方有：才是真正的模拟相乘器。*因此，若用调制信号源接到上输入端时，VI便大于VT.便会使得1496不能真正模 拟相乘器，便不能达到调制信号的目的。此外上输入的幅度变化范围受到限制，使得其不可能有较大的幅度变化；而下输 入端的幅度变化范围则较大

14、，适合调制信号源作为输入端。实验结论:振幅解调器一、实验目的1. 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。2. 掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调的影 响。3. 理解包络检波器和同步检波器对mWlOO%的AM波，m>100%的AM波以及 DSB-SC波的解调悄况。<4. 掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB-SC波解调的方 法。了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB-SC波解调的影响。二、实验设备与仪器万用表双踪示波器AS1637函数信号发生器（用作载波源，恢复载波源）低频函数信号发生器（用作调制信号源）三. 实验基本原

15、理振幅解调即是从已调幅波中提取调制信号的过程，亦称为检波。通常，振幅解调的方 法有包络检波和同步检波两种。1. 包络检波二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电 平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性 好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管BG2和RC低通滤波器，如图4-1所 示。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大） 来实现检波。因此，选择合适的时间常数RC就显得很重要。OUT-o8G2IIN R13ORI5_C10图4-1二极管包络检波器电路2. 同步检波$同步检波，乂称相

16、干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波 （乂称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。 本实验釆用MC1496集成电路来组成解调器，如图4-2所示。图中，恢复载波Vc先加到输入端IN1 ±,再经过电容C1端IN1上，再经过电容C1 加在（8）、（10）脚之间。已调幅波b先加到输入端 叮2上，再经过电容C2加在、脚之 间。相乘后的信号山（12）脚输出，再经过山C4、C5. R6组成的P型低通滤波器滤除高频 分量后，在解调输出端（OUT）提取出调制信号。需要指出的是，在图8-2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而（14）

17、脚需接地，且其 他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。图6-2MC1496组成的解调器实验电路四. 实验内容1. 用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB-SC波时的性能。2. 用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB-SC波时的性能。3. 用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM波解调的影响。)4. 用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB-SC波解调的 影响。五、实验步骤1. 实验准备在实验箱体上插入“高频实验板3”模块。并用连接线将模块上的+12V电源输入端口和地与实验 箱体上提供的+12V输出端口与地端口接通,检查无误后，接通实验箱上电源开关，此时实验板上电源

18、指示灯点亮，即可开始实验。注意：做本实验时仍需重复实验六中的部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。2. 二极管包络检波器二极管包络检波器的实验电路如图4-1所示，开关K4置OFF位置。(1) AM波的解调*的AM波的解调(i ) AM波的获得与振幅调制实验中的五、4.中的实验内容相同，以实验箱上的函数发生器作为调 制信号源(输出60mVp-p的1kHz正弦波)，以AS1637作为载波源(输出60mVp-p的 100kHz正弦波）,再调节W1使VAB二左右，便可从幅度调制电路单元上输出m二30%的AM 波，其输出幅度（峰-峰值）至少应为。（ii） AM波的包络检波器解调把上面得到的AM波加到

19、包络检波器输入端（IN）,即可用示波器在OUT端观察到包络检 波器的输出（提示：用“DC”档），并记录输出波形。为了更好地观察包络检波器的解调 性能，可将示波器CH1接包络检波器的输入，而将示波器CH2接包络检波器的 输出（下同）。若增大调制信号幅度，则解调输出信号幅度亦会相应增大。3. 同步检波器同步检波器的实验电路如图4-2所示。（1） AM波的解调 输岀端接上P型低通滤波器时的解调先将幅度解调电路单元中的开关KI、K2 “ON”位置（即输出端接上P型低通滤波器），然后将三 通连接器直接插在1637的输出端插座上。三通连接器的一路输岀用作为AM调制的载波，并采用与 实验七中相同的方法来获得

20、调制度分别为m<100%、m二100%、m>100%的三种AM波，将它们依次加 入到幅度解调电路的IN2输入端。三通连接器的另一路输出接到解调器的IN1端上（用作为恢复载 波）。示波器CH1接调制信号，CH2接同步检波器的输岀（幅度解调电路单元的“OUT”端），分别观 察并记录三种AM波的解调输出波形，并与调制信号作比较。DSB-SC波的解调 输岀端接上P型低通滤波器时的解调采用实验七的五、3中相同的方法来获得DSB-SC波，并加入到幅度解调电路的172输入端，而其 它连线均保持不变（Kl、K2置“0N”），观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比较。六.数据记录与处理'

21、波形记录：1.包络检波：（1）.包络检波：m<l（2）包络检波：m二1RiGOL STOP55 Q -W0CuU R1GOL P.UK (> 匕 /J D -806uV=86.6mv Upp(2i = 38 6mvupp(i)= 84mv1加农)=7&4mvfif53500nU CH2*v le.CmU Time 230.Ojs &>乙00如s ffiiQ50.0riU CH2v5.e0nU Time 200.Ous fr>0.9000sml时波形完整m二1此时波形岀现失真m>l时失真最明显2.同步检波(1)同步检波：m<l(2) 同步检波:m=lRI6CL TP-0Oa； RIGCL S-CP 9S9 734Rz989.753RzUpf(H =86.2mv UpR2I =92.4mvUpf(H =85.8mv UpR2I =108.6mvCH15e.0r(U饷UT】帕 230.Qus (O.eedCs CHlo50.6rrU