实验一集成乘法器幅度调制实验,高频电子线路,南京理工大学紫金学院实验报告资料

1、咼频实验报告实验名称：集成乘法器幅度调制实验姓 名：学 号：班级：通信时间：2013.12南京理工大学紫金学院电光系实验目的1. 通过实验了解集成乘法器幅度调制的工作原理，验证普通调幅波（am和抑制载波双边带调幅波（DSB/SC AM ）的相关理论。2. 掌握用集成模拟乘法器 MC1496实现AM和 DSB-SC勺方法，并研究调制信号、 载波信号与已调波之间的关系。3. 掌握在示波器上测量与调整调幅波特性的方法。二、实验基本原理与电路1. 调幅信号的原理（一）普通调幅波（AM （表达式、波形、频谱、功率）（1）普通调幅波（AM的表达式、波形设调制信号为单一频率的余弦波：U U mCOS t ,

2、载波信号为：Uc U cm cos ct普 通调 幅 波 （AM ） 的 表 达式 为UAM =U am （t） cos ct Ucm（1 ma COS t） COS 式中，ma称为调幅系数或调幅度。由于调幅系数ma与调制电压的振幅成正比，即U m越大，ma越大，调幅波幅度变化越大,般ma小于或等于1。如果ma1，调幅波产生失真，这种情况称为过调幅图3-1调幅波的波形（2）.普通调幅波（AM的频谱普通调幅波（AM的表达式展开得:1 1UAM U cm cOS ct2 maU cm COS（ c ）t ? maU cm COS（ c ）t它由三个高频分量组成。将这三个频率分量用图画出，便可得到图

3、 3-2所示 的频谱图，在这个图上调幅波的每一个正弦分量用一个线段表示， 线段的长度代 表其幅度，线段在横轴上的位置代表其频率。J厂3）|1Ibfft :心 - J*图3-2 普通调幅波的频谱图调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程 在单频调制时，其调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍，即B 2FAM的功率（3）.普通调幅波1 UCmPc载波分量功率：Rl上边频分量功率：P下边频分量功率：F2Rl1 ma U cm8 Rl1 ma2 11 m；U 爲8 R,因此，调幅波在调制信号的一个周期内给出的平均功率为：2maP PC Pl P2 （1 ）Pc2可见，边频功率随

4、ma的增大而增加，当 ma 1时，边频功率为最大，即P 32Pc。这时上、下边频功率之和只有载波功率的一半，这也就是说，用这种调制方式，发送端发送的功率被不携带信息的载波占去了很大的比例，显然，这是很不经济的。但由于这种调制设备简单，特别是解调更简单，便于接收，所以它仍在 某些领域广泛应用。（二）抑制载波双边带调幅（DSB/SC AM ）（1） 抑制载波双边带调幅（DSB/SC AM ）的表达式、波形由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上、下两个边带，而不发射载波，这种调制方式称为抑制载波的双边带调幅，简称双边带调幅，用DSB表示。可将调制信号u和载波信号uc直接加

5、到乘法器或平衡 调幅器电路得到。双边带调幅信号写成：Udsb Au Uc AU mCOS tUcmCOS 衣12 AU mUcmCOS（ c ）t COS（ c ）tA为由调幅电路决定的系数；AU mU cm cos t是双边带高频信号的振幅，它 与调制信号成正比。双边带调幅的调制信号、调幅波形如图3-3所示。双边带调 幅波的包络已不再反映调制信号的变化规律。图3-4为DSB/SC AM频谱图。由以上讨论可以看出DSB/SC AM调制信号有如下的特点：图3-4 DSB/SC AM频谱图（a）DSB/SC AM信号的幅值仍随调制信号而变化，但与普通调幅波不同,DSB/SC AM的包络不再反映调制

6、信号的形状，仍保持调幅波频谱搬移的特征。（b）在调制信号的正负半周，载波的相位反相，即高频振荡的相位在f（t） 0瞬间有180的突变。（2）DSB/SC AM调制，信号仍集中在载频附近，所占频带为BDSB2Fmax由于DSB / SC AM调制抑制了载波，输出功率是有用信号，它比普通调幅经济。但在频带利用率上没有什么改进。2. 集成模拟乘法器MC1496T作原理实现调幅的方法很多，目前集成模拟乘法器得到广泛的应用。本实验采用MC1496集成模拟乘法器来实现普通调幅波（AM）和抑制载波双边带调幅23(DSB/SC AM )。OU T-EINyINy图3-6 MC1496的内部电路及引脚图MC14

7、96是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路图和引脚图如图 3-6所示。 其中V V与 V V组成双差分放大器，V V组成的单差分放大器用以激励 V1 7。V7、V8及其偏置电路组成差分放大器 V5、V6的恒流源。引脚8与10接输入电 压Ux，1与4接另一输入电压Uy，输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3 外接电阻RE，对差分放大器 V V6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压UI的线 性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）， 引脚5外接电阻R5。用来调节偏置电流丨5及镜像电流I。的值。MC149則以采用单电源供电，也可以采用双电源供电，器件的静态工作点由外接元

8、件确定，静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集一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。一般 情况下，晶体管的基极电流很小，三对差分放大器的基极电流 丨8、丨10、I 1和I 4可以忽略不计，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源的值确定。 当器件为单 电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻R5接正电源（+UL的典型值为+12V， 由于I。是丨5的镜像电流，所以改变电阻R5可以调节I。的大小，即UCC07VR5500当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Uee（一般接-8V），5脚通过一电 阻民接地，因此，改变 民也可以调节1的大小，即uEE0.7V

9、R5 500根据MC1496的性能参数，器件的静态电流小于 4mA 一般取10= 15= 1mA左右3. 实验电路集成乘法器幅度调制实验电路如图 3-7所示。集成调幅实验IN3-12TR7ZA1 -080 8C7R9图3-7 MC1496构成集成乘法器幅度调制实验电路TP2RW3T2 -+1K三、实验内容1 模拟乘法器的调节，测试电路直流工作点。U1=-1.563vU4=-1.606vU8=5.87vU10=5.88vU6=6.92vU12=7.02v2 普通调幅波（AM的产生，调幅系数 ma测量与调整表3-1 调幅系数ma调幅系数maAB0.32.68 v1.34v0.52.14v0.72v11.4