深圳大学高频电路振幅调制器实验

1、深圳大学实验报告课程名称：通信电子线路实验项目名称:振幅调制器学院:专业:指导教师:张金凤报告人：高源 学号：2011130315班级： 3实验时间：实验报告提交时间：教务部制、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MC1496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：、脚间接一路输入（称为上输入 v1 ），、脚间接另一路输入（称为下输入 v2），、（12）脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从、（12）脚间取输出 vo。、脚间接负反馈电阻Rt。脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、18的数值，典型值为 6.8kO°（14）脚接负电源-8V。、（11）、（13）脚悬空不用。由于两路输入v1、 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

3、证明：因而，仅当上输入满足v1w VT （26mV）时，方有:才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。2.1496组成的调幅器用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、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。图4 2 1496组成的调幅器实验电路四、实验内容1由MC1496组成的模拟相乘调幅器的输入失调电

4、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输出端口与地端口接通，-8V电源输入端口与实验箱体上提供的-8V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：1kHz波形选择：幅度衰减：-20dB输出峰-峰值：100mV（3

5、）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 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IN2 （载波源不加），并用示波器 CH2监测输出端（OUT ）的输出波形。调节电位器 W2使此时输出端（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），并用示波器 CH2监测输出端（OUT

6、）的输出波形。调节电位器 W1使此时输出端（OUT）的输出信号（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监测输出端（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VAB值（由表4.1给出）以及对应的输出电压峰-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：Vo二KVabVcp计算出相乘系数k值，并填入表1需要指出，对乘法器，有 Z = Kxy，在这里有Vo = KVcV（相应地是 OUT、IN1、IN2端电压）。因此， 当V Q =0时，即使Vc丰0，仍应有

7、Vc=0。若Vc丰0，则说明 MC1496的、输入端失调。于是应调节 Rp1 来达到平衡，这就是上面实验 （1）的做法。上面实验（2）的调制平衡调节，意义与相同。另一方面，在下面的实验中，又要利用对Rp1的调节来获得直流电压，把它先与V Q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。3. DSB- SC （抵制载波双边带调幅）波形观察在IN1、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测量。 DSB-SC信号波形观察示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到IN2端旁的接线上），示波器CH2接OUT端，即可

8、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？4. AM （常规调幅）波形测量 AM正常波形观察在保持 W2已进行载波输入端（IN1 ）输入失调电压调节的基础上，改变W1，并观察当VAB从-0.4V变化到+0.4V时的AM波形（示波器 CH1接IN2， CH2接OUT）。可发现：当AB V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= 0时，则为DSB-SC波。记录任一 m<1时VAB值和AM 波形，最

9、后再返回到 VAB= 0.1V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出的调制信号幅度，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0.1ms档；待波形稳定后，再按下“m*10MAG ”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Rp1使VAB= 0.1V逐步变化为-0.1V （用万用表监测），观察在此期间 AM波形的变化，并把

10、 VAB 为-0.1V时的AM 波形与 VAB为0.1V时的AM 波形作比较。当 VAB= 0时是什么波形？ 最后调到 m<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0.2V 峰-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 0.6V峰-峰值）时，已调 波形开始变为方波。最后把载波幅度复原（ 10mV ）。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 ）。

11、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号改为方波（峰-峰值为100mV ）,观察当VAB从0.1V变化到-0.1V时的（已）调幅波波形。最后仍把VAB调节到0.1V。当VAB= 0时是什么波形？六.数据记录与处理1.直流调制特性测量Vab(V)-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4Vo (V)0.2320.1720.1160.060.0040.0620.1140.1700.230K(1/V)-58-57.3-58-60oo-62-57-56.7-57直流调制特性曲线:VAB(V)V0(V)2.波形记录八VCll 1A 20T

12、ifie S3.2 0>0,0£03.f 0 -IMCmU：i0(?007|4l=MiDn.USDBiiU过调制时的AM波形m<1的AM波形RIGOL RlLfr-lE"- - - j - jf Qi 】 ttOm.1 PIG01 5 TOPi J5 O =tiMi的伯5kH芒''' T QCHZ 坦.ftiiFJ 厭沁 2MnU TIri。色恥»帖 CHI" 20-©mU 址如 西创心3死g f 的彷站VAB=C时的AM波形输入载波波形与输出DSB-SC波形的相位比较调制信号及其对应的DSB-SC言号波形七

13、.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已不再反映调制时波形的变化，而且在调制信号波形过零点 处已调波的调频相位有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MC149睐说，仅当上输入满足 v1 < VT (26mV)时，方有：叫=K v2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，V1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，适合调制信号源作为输入端。实验结论：1、 在实验观察中，把调制器的输入载波波形与输出DSB-SC波形的相位进行比较后发现，在调制 信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反向；2、 在实验过程中，发现当Vab增大的时，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=0时，该AM波为DSB-SC波3、输出信号是一个高频