高频实验五：振幅解调器(包络检波、同步检波)

实验5振幅解调器（包络检波、同步检波）—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：振幅解调二极管包络检波模拟乘法器实现同步检波2．做本实验时所用到的仪器：③号实验板《调幅与功率放大器电路》双踪示波器万用表•直流稳压电源•高频信号源二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；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波解调影响；3.理解包络检波器只能解调mW100%的AM波，而不能解调m>100%的AM波以及DSB波的概念；掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法；了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。三、实验内容用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能；用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能；用示波器观察普通调幅波（AM）解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。四、基本原理振幅解调即是从振幅受调制的高频信号中提取原调制信号的过程，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。1．二极管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，通常要求峰一峰值为1.5V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、RC低通滤波器和低频放大部分，如图9-1所示。图中，D21为检波管，C23、R20、C24构成低通滤波器，W21为二极管检波直流负载，W21用来调节直流负载大小，W22相串构成二极管检波交流负载，W22用来调节交流负载大小。开关K21是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的，短路下方时为接入交流负载，全不接入为断开交流负载。短路上方为接入后级低放。调节W23可调整输出幅度。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，所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产生对角切割失真（又称惰性失真）。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：J1—m2RCG<< -ma其中：m为调幅系数，Q为调制信号角频率。a当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻R不相等，而且调幅度m又相当12 a大时会产生底边切割失真（又称负峰切割失真），为了保证不产生底边切割失真应满足Rm<—^。aR图9-1二极管包络检波电路2．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）的一个恢复载波与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调出调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图9-2所示。图中，恢复载波v先加到输入端c9P01上，再经过电容9C加在⑻、⑽脚之间。已调幅波v先加到输入端9P02上，再经01amp过电容9C加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由9C、9C、9R02040506组成的口型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（9P03）提取出调制信号。需要指出的是，在图9-2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而（⑷脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。五、实验步骤（一）实验准备1．按前述实验要求接好电源（二）二极管包络检波1．AM波的解调（1）m=30%的AM波的解调aAM波的获得AM波载波2MHZ，幅度2V,调制信号1KHZ调制度30%第一种方法由高频信号源产生（见高频信号源的使用）第二种方法由丙类功率放大器实验中的基极调幅电路产生。第三种方法由集成调幅电路产生。AM波的包络检波器解调先断开检波器交流负载（K21不接），把上面得到的AM波加到包络检波器输入端（J21），即可用示波器在TP22观察到包络检波器的输出，并记录输出波形。为了2k10J42]EIk\I7C4IC42⑷ "l载波输入（3宀=hC47n.luTNITP2—护iH（调幅输入（3产-nidi3.3k土onGND切V2帖lMC14965L0GADJGADJCAR+CAR-(XIT-STG-OIJT^STG-BIASVEEc=-图9-2MC1496组成的解调器实验电路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TP21,而将示波器CH2接包络检波器的输出TP22（下同）。调节直流负载的大小（调W21），使输出得到一个不失真的解调信号，画出波形。观察对角切割失真保持以上输出，调节直流负载（调W21），使输出产生对角失真，如果失真不明显可以加大调幅度，画出其波形，并记算此时的m值。a观察底部切割失真当交流负载未接入前，先调节W21使解调信号不失真。然后接通交流负载（K21接下方短路），示波器CH2接TP23。调节交流负载的大小（调W22），使解调信号出现割底失真，如果失真不明显，可加大调制深度，画出其相应的波形，并计算此时的m。a当出现割底失真后，减小m（减小音频调制信号幅度）使失真消失，并计算此时的m。aa在解调信号不失真的情况下，将K21短路上方，示波器CH2接TP24，可观察到放大后音频信号，调节W23音频幅度会发生变化。（2） m二100%的AM波的解调am=100%，观察并记录检波器输出波形。a（3） m>100%的AM波的解调am>100%,观察并记录检波器输出波形。a（4） 调制信号为三角波和方波的解调（三）集成电路（乘法器）构成的同步检波AM波的解调将集成调幅电路产生的调幅波输出接到幅度解调电路的调幅输入端（J42）。解调电路的恢复载波，可用铆孔线直接与调制电路中载波输入相连，即P41与P31相连。示波器CH1接调幅信号TP32,CH2接同步检波器的输出TP43。分别观察并记录当调制电路输出为m=30%、m=100%、m>100%时三种AM的解调输出波形，并与调制信号作比较。aaaDSB波的解调获得DSB波，并加入到幅度解调电路的调幅输入端，而其它连线均保持不变，观察并记录解调输出波形，并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度，观察解调信号有何变化。将调制信号改成三角波和方波，再观察