振幅调制与解调

深圳大学实验报告课程名称:通信电路实验工程名称：振幅调制与解调学院： 信息工程学院专业： 电子信息工程专业指导教师 报告人 学号 班级：实验时间：2021・5・28实验报告提交时间：2021621教务处制

一实验目的：掌握在示波器上测量调幅系数的方法。通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。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。4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。了解包络检波器和同步检波器对mW100%的AM波、m>100%的AM波和DSB-SC波的解调情况.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〕三实验内容调制局部：由MC1496组成的模拟相乘调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测量用双踪示波器观察DSB-SC波形。图1二极管包络检波器电路用双踪示波器观察AM波形，测量调幅系数。图1二极管包络检波器电路用双踪示波器观察调制信号为方波时的调幅波。解调局部：用示波器观察包络检波器解调

AM波、DSB-SC波时的性能。用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB-SC波时的性能。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。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。四实验原理：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如图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〔T〜T〕，且这两组差分1 4对的恒流源管〔T、T〕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5 6法是：（8）、（10）脚间接一路输入〔称为上输入V］〕，（l）、⑷脚间接另一路输入〔称为下输入v2〕，⑹、（12）脚分别经由集电极电阻R接到正电源+12V上，并从⑹、（12）脚间取输出V。（2）、⑶脚间接负o反应电阻R。⑸脚到地之间接电阻R,它决定了恒流源电流I、I的数值，典型值为6.8kQ。t B 7 8（⑷脚接负电源-8V。⑺、⑼、（11）、（13）脚悬空不用。由于图两路输入隔电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：2R2RcVR2.Vth—i-.2v、T因而，仅当上输入满足^0*（261^）时，方有:RV= —V-VoRv1 2tT ，才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。1496组成的调幅器图6-2 1496图6-2 1496组成的调幅器实验电路K1+jl2用1496组成的调幅器实验电路如图2所示。图中，与图1相对应之处是：R对应于R,8 tR对应于R,R、R对应于R。此外，W用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W用来调节⑻、⑽Q R in C 1 9端之间的平衡。此外，本实验亦利用W］在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端参加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。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。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0.5V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，选择适宜的时间常数RC就显得很重要。同步检波同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步〔同频、同相〕的一个恢复载波〔又称基准信号〕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。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图2所示。图中，恢复载波v先加到输入端CIN1上，再经过电容q加在⑻、⑽脚之间。已调幅波v先加到输入端IN2amp上,再经过电容C加在⑴、2⑷脚之间。相乘后的信号由（12）脚输出，再经过由C、4C、R组成的口型低通滤波5 6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2中对1496采用了单电源〔+12V〕供电，因而（⑷脚 图2MC1496组成的解调器实验电路需接地，且其他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。五、实验步骤（一）调制局部实验准备⑴在箱体右下方插上实验板3。接通实验箱上电源开关，此时箱体上f12V、±5V电源指示灯点亮。⑵把实验板3上幅度调制电路单元右上方的电源开关〔K丿拨到ON位置，就接通了±12V电源〔相应指示灯亮〕，即可开场实验。⑶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：100mV⑷载波源：采用AS1637函数信号发生器，其参数调节如下：•工作方式：内计数〔“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(FUNCTION)：〜•工作频率：1OOkHz静态测量⑴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％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〔电压峰-峰值为o〕。 100%调制度观察 100%调制度观察⑵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〕的输出波形。调节电位器叫使此时输出端〔OUT〕的输出信号〔称为载波输入端馈通误差〕最小〔电压峰-峰值为0〕。DSB-SC〔抑制载波双边带调幅〕波形观察在IN1、IN2端已进展输入失调电压调节〔对应于W2、W』勺调节〕的根底上，可进展DSB-SC测量。⑴DSB-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，即可观察到调制信号及其对应的DSB-SC信号波形。⑵DSB-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，可以观察到反相点，如下列图所示⑶DSB-SC信号波形与载波波形的相位比拟将示波器CH1改接IN1点，把调制器的输入载波波形与输出DSB-SC波形的相位进展比拟，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相〔建议用DSB-SC波形〔CH2〕触发，X轴扫描用50us档〕。AM(常规调幅〕波形测量AM正常波形观察在保持W已进展载波输入端〔IN1〕输入失调电压调节的根底上，改变W,并观察当V2 1 AB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|V丨增AB大时，载波振幅增大，因而调制度m减小；而当V的极性改变时，AM波的包络亦会有相应AB的改变。当V=0时，那么为DSB-SC波。记录任一m〈1时V值和AM波形，最后再返回到AB ABV=0.1V的情形。AB在上述实验的根底上〔示波器CH1仍接IN2,CH2仍接0UT〕，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“X10MAG〃按钮扩展〕。m⑶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拟。调W使V=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，1 AB并把V为-0.1V时的AM波形与V为0.1V时的AM波形作比拟。当V=0时是什么波形？AB AB AB最后调到m<1时的AM波形。普通调幅信号1Ma>l〕(解调局部)实验准备⑴在箱体右下方插上实验板3。接通实验箱上电源开关，此时箱体上f12V、±5V电源指示灯点亮。⑵把实验板3上幅度调制电路单元的电源开关〔K丿拨到0N位置，就接通了±12V电源〔相应指示灯亮〕；把幅度解调电路单元的电源开关〔K丿拨到0N位置，就接通了+12V电源〔相应指示灯亮〕，即可开场实验。二极管包络检波器二极管包络检波器的实验电路如图1所示，开关K置0FF位置。4⑴AM波的解调m<100%的AM波的解调AM波的获得与振幅调制实验中的五、4.⑴中的实验内容一样，以实验箱上的函数发生器作为调制

信号源〔输出60mV的1kHz正弦波〕，以AS1637作为载波源〔输出60mV的100kHz正弦p-p p-p波〕，再调节W使V=0.2V左右，便可从幅度调制电路单元上输出约m=30%的AM波，其输1 AB出幅度〔峰-峰值〕至少应为0.8V。AM波的包络检波器解调把上面得到的AM波加到包络检波器输入端〔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〕。假设增大调制信号幅度，那么解调输出信号幅度亦会相应增大。加大滤波电容的影响把开关K置0N位置，便可观察到加大滤波电容的影响〔输出减小，且有失真〕，然后 4 把K重置0FF位置。顺便指出：R=4.7kQ,C=0.022uF,C=0.1uF。4 15 9 10m=100%的AM波的解调加大调制信号幅度，使m=100%，观察并记录检波器输出波形。m>100%的AM波的解调继续加大调制信号幅度，使m>100%，观察并记录检波器输出波形。在做上述实验时，亦可用改变W〔V〕的方法来获得各种不同类型的调幅波。1AB⑵DSB-SC波的解调保持载波信号的峰-峰值不变，将调制信号源输出的调制信号峰-峰值增大到80mV，并调节叫，使得在调制器输出端产生DSB-SC信号。然后把它加到二极管包络检波器的输入端，观察并记录检波器的输出波形，并与调制信号作比拟。同步检波器同步检波器的实验电路如图2所示。⑴AM波的解调输出端接上口型低通滤波器时的解调先将幅度解调电路单元中的开关人、屯置“0N〃位置〔即输出端接上口型低通滤波器〕，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出用作为AM调制的载波，并采用与振幅调制实验中一样的方法来获得调制度分别为m〈100%、m=100%、m>100%的三种AM波，将它们依次参加到幅度解调电路的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接同步检波器的输出〔幅度解调电路单元的“0UT〃端〕，分别观察并记录三种AM波的解调输出波形，并与调制信号作比拟。输出端不接口型低通滤波器时的解调开关KI、K2置“0FF〃位置〔即不用口型低通滤波器〕，观察并记录m<100%的AM波输入时的解调器输出波形，与调制信号相比拟。然后把开关K「屯重置“0N〃位置。⑵DSB-SC波的解调①输出端接上口型低通滤波器时的解调采用振幅调制实验中的五、3中一样的方法来获得DSB-SC波，并参加到幅度解调电路的IN2输入端，而其它连线均保持不变叫、屯置“0N〃〕，观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比拟。 12②输出端不接口型低通滤波器时的解调K「屯置“0FF〃位置，观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比拟。调幅波AMDSB-SCm=30%m=100%m>100%能否正确解调包络检波能能不能否同步检波能能能能以下为解调局部相应图形（一）普通调幅信号的解调

包络检波〔滤波电容较小〕包络检波〔滤波电容较大〕包络检波〔滤波电容较小〕包络检波〔滤波电容较大〕同步检波（二）双边带调幅信号的解调包络检波双边带调幅信号〔输入信号〕包络检波同步检波实验结论：所谓调幅，就是用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化，而已调波称为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。通过MC1496模拟相乘器，即调制信号