实验五、六调制解调剖析

1、实验3乘法器应用1 振幅调制一、实验目的1. 掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并研究已调波与二输入信号的关系。2. 掌握测量调幅系数的方法。3. 通过实验中的波形变换，学会分析实验现象。二、预习要求1. 预习幅度调制器有关知识。2. 认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。3. 分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。三、实验仪器1. 双踪示波器2. 高频信号发生器3. 万用表4. 实验板GPMK3四、实验电路说明幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。变

2、化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。用了两组差动对由 V1V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一 对差分电路，即 V5及V6,因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器 V5、V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1 V4的输入端，即引脚的、之间。调制信号加在差动放大器脚外接1K电阻，以扩大调制信号动态范围， 引出脚、（12）之间）输出。用1496集成电路构成的调幅器电路中，V5- V6的输入端，即引脚的、之间，、 已调制信号取自双差

3、动放大器的两集电极RP1用来调节引出脚、之间的平衡,（即RP2用来调节、脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调幅器带负载的能力。五、实验内容1. 了解集成乘法器的特性；2. 实现全载波调幅波（AM；画出波形；测出调制度 ma并研究那些因素影响 ma 的大小；3. 实现双边带调幅波（DSB；画出波形；观察改变载波幅度UCm和调制信号的幅度4 m对双边带波形的影响六、实验步骤GND -8V.4-12V o-冃I模拟乘法器的应用一二极管包齬检谡畀DQZZ3314 13 12 11 10 9MC1436AM(3HIOUTRLGND14 13 12 11 10 9 8MC1496IT,R*jwnA

4、MfraiRIOI OUTGPMK3-41-eaiuF注意：该电路所用电源为：+12V , -8V1. 乘法器输入端平衡调整波形选择：调制信号为1KHz的音频信号，波形为正弦波。载波信号为1MHz的高频信号，波形为正弦波。（1 ）载波输入端平衡调整：在调制信号输入端IN2加峰值为100mV频率为1KHz的正弦信号，载波端IN1不 加信号，调节RP2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号，则载波输入端平衡。（2）调制信号输入端平衡调整在载波输入端IN1加峰值为100mV频率为1MHz的正弦信号，调制信号输入端IN2 不加信号，调节RP1电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号， 则调制信号输入

5、端平衡。2. DSB （抑制载波双边带）调制信号的实现u（t）=u QmCOSQ t UcmCOS3 ct （DSB 波数学表达式）（1）DSB波形的实现载波输入端IN1接1MHz的高频信号，幅度为 200mV低频调制输入端IN2加1KHz的音频调制信号，幅度为 300mV用双通道示波器分别观察音频输入端信号和调制输出信号DSB并记录波形。（2）观察DSB波形在过零点的反相为了清楚地观察双边带信号在过零点的反相，必须降低载波频率。将载波信号频率降低为 100KHz=增大示波器的扫描速率，仔细观察调制信号在过零点时刻所对应的DSB波形，并记录波形。（3）DSB信号波形与载波波形的比较（ 载波信号

6、频率100KHZ）将双通道示波器探头分别接在载波输入和DSB信号输出上，把输入载波波形与 DSB波形进行相位比较。应该可以发现：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。（4）观察改变载波幅度 Ucm （载波信号频率100KHZ）和调制信号的幅度 U Q m对双边带波 形的影响3. AM （全载波调幅波）的调制U（t）=U cm 1+U q mCOSQ t COSw ct（AM 波数学表达式）A .不同调制度 ma （用双通道示波器分别观察音频输入端信号和调制输出信号AM波）（1）调节RP1使Vaef0.1V，载波输入端IN1接1MHz的高频信号，幅度为50mV低频调制输

7、入端IN2加1KHz的音频调制信号，幅度为 100mV计算出调制度 ma的值；A B在示波器上测出 A B的值，计算ma： ma10000A + BTim（2） 改变低频信号的幅度，150mv、200mv 400mv时分别算出ma，加大低频信号幅度， 观察ma=100% ma 100%时的AM波，并比较 ma=100%与DSB在过零点有何区别。 并记录低频信号幅值（ma=100%。（3） 恢复低频信号幅度为 100mV.调节RP1观察Vab输出波形AM波的变化情况。（Vaef0.1 和0.01时的ma）（4）改变载波幅度观察对 AM波的影响（Vae=0.1时）。结论：哪些因素会影响到AM的调制

8、度maB.调制信号为三角波和方波时的调幅波观察保持载波输入端IN1接1MHz的高频信号，幅度为100mV将低频调制信号改为三角 波（峰峰值200mV或方波（峰峰值 200mV，观察AM波形（用双通道比较 AM波与调制信号的关系)；并改变调制波频率，观察已调波的变化。改变RP1,观察输出波形调制度的变化。4. 利用乘法器实现直流调制直流调制特性的测量：在载波输入端 IN1加峰值Vc为10mV频率为1MHz的正弦信 号，用万用表测量 A B之间的电压Vab，用示波器观察 OUT输出端的波形，以 VAe=0.1V 为步长，记录RP1由一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式V

9、o -KVabVc计算出系数K值。并填入表3.1 o表3.1V AB-0.4v-0.3v-0.2v-0.1v0v0.1v0.2v0.3v0.4vVo ( P-P)K七、实验报告要求(1 )将实验过程和实验数据记录下来并进行分析(2)画出DSB AM波形，计算ma;画出实验中 ma 100%勺调幅波形，在图上标明峰 -峰值电压 Va-a,U Q m不同时:Uq m(mV)100 mV150 mV200 mV400 mVVA-aV b-bmama =100%ma 100%V AB不同时:VAb (mV)0.1V0.07V0.05V0.02V0.01V-AV b-bma(3 )画出当Vab不同时能得

10、到几种调幅波形，分析其原因。(4 )画出100%周幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二者的区别。(5) 画出方波和三角波的调幅波，并说明三角波的方波的幅度和频率对调幅波的影响。(6) 整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。(7) 实验结果讨论和分析，对本次实验进行总结、写出收获和体会八、思考题(1) 画出过调制波形并分析为什么产生过调制(2) DSB波形和ma =100%的AM波形有什么区别？画出波形九、思维拓展用MC1496模拟乘法器构成可调增益放大器，将乘法器的一个输入端接直流(可以调节)， 另一输入端接需要放大的信号。实验4乘法器应用2-调幅波信号的解调一、实验目的1. 进一步了

11、解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。2. 掌握包络检波器实现 AM波解调方法；了解滤波电容数值对AM波解调的影响。3. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、预习要求1. 复习课本中有关调幅和解调原理。2. 分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。三、实验仪器1. 双踪示波器2. 高频信号发生器3. 万用表4. 实验板GPMK3O+Jv4700P1412 11 10 9 &工MC1496模拟乘法器的宜用一1412 11 1Q 已AM(*)GPMK3MC14S6nCi石n CLluF二极管包给检进黑R*E0AM四、实验电路说明调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调

12、幅波解调方法有二极管包络检波和同步检波两种。1. 二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现的特点。实验电路主要由二极管 D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电性和检波负载 RC的充放电过程实现检波。 所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对 角线切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要满足下式：:RC :其中：m为调幅系数，fo为载波频率，Q为调制信号角频率。2. 同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。实验电路采用1496集成电路构成解

13、调器，载波信号Vc经过电容C1加在、脚之间，调幅信号Vam经电容C2加在、脚之间，相乘后信号由(12)脚输出，经过C4、C5、R6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。五、实验内容1. 用示波器观察包络检波来解调AM波、DSB波时的性能；2. 用示波器观察同步检波来解调AM波、DSB波时的性能；六、实验步骤(一)二极管包络检波1解调全载波调幅信号 AM波(1) ma =30%的AM的检波AM波的获得：前面振幅调制实验六、 3. A.(2)中的内容，其中获得的 ma =30%的 调幅波，将AM输出OUT加至二极管包络检波器 Uam信号输入端，观察记录检波输 出OUT的波形。并用双通道示波

14、器观察比较解调信号与调制信号。将电容C2并联至C1，再次观察记录检波输出 OUT的波形，并与调制信号比较。(2) . ma =100%的AM的检波，同前面一样获得 AM波，加入二极管包络检波器，观 察记录检波输出波形，与调制信号比较。(3) . ma 100%的AM的检波，同前面一样获得 AM波，加入二极管包络检波器，观 察记录检波输出波形，与调制信号比较。(4) .在ma =30%时，降低载波信号频率，fc=100KHz，其余条件不变，观察记录检波 器输出端波形。(5) .调制信号为三角波和方波时的检波。 AM波的获得同前面。2.解调DSB抑制载波的双边带调幅信号采用实验六、2. (1)所获

15、得的DSB波形，将调制输出 OUT信号加至二极管包络 检波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调制信号相比较。输入的调幅波波形AM波DSB波ma =30%ma =100%ma 100%三角波方波波形比较解调后解调后解调后解调后解调后解调后包络检波器(C1)调制信号(低频)包络检波(并C2+C1)(二)集成电路(乘法器)构成同步解调器1解调全载波调幅信号 AM波(1) .将电路中的C4另一端接地，C5另一端接A，按振幅调制实验六、3. A.(2)中的内 容，获得调制度分别为 ma =30%、ma =100%及ma 100%的调幅波。将它们依次加至 同步解调器Uam的输入端，并在解调器的载波输入端

16、 Uc加上与调幅信号相同的载波 信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。(2) .去掉C4、C5观察记录ma =30%、ma =100%及ma 100%的调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较。然后使电路复原。(3).调制信号为三角波和方波时的检波。AM波的获得同前面。2解调DSB抑制载波的双边带调幅信号(1).采用实验六、2. (1)所获得的DSB波形，并加至电路的 Uam输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。(2).去掉滤波电容 C4、C5观察记录输出波形。输入的调幅波波形AM波DSB波ma =30%ma =100%ma 100%三角波方波波形比较解调后解调后解调后解调后解调后解调后同步检波(C4、C5)原调制信号同步检波(无C4C5)七、实验报告要求1.通过一系列两种检波器实验， 将下列内容整理在表内，并说明两种检波结果的异同原因。输入的调幅波波形ma=30%ma=100%抑制载波调幅波二极管包络检波器输出同步检波输出2. 画出二极管包络检波器并联C2前后的检波器输出波形，并进行比较，分析原因。3. 在同一张坐标纸上画出同步检波解调全载波及抑制载波时去掉低通滤波器中的电容C4、C5前后各是什么波形，并分析二者为什么有区别。4.由本实验归纳出两种检波器的解调特性，以“能否正确解调”填入表格输入的调幅