高频实验报告-

1、实 验 报 告名 称 通信电路 题 目 实验三 集成乘法器幅度调制电路指导教师 学 院 专 业 学生姓名 班级/学号 成 绩 实验三 集成乘法器幅度调制电路一、本节知识点及所用设备 1实验知识点：l 幅度调制l 用模拟乘法器实现幅度调制l MC1496四象限模拟相乘器 2实验用仪器：l 集成乘法器幅度调制电路模块l DDS信号源l 双踪示波器l 万用表二、实验目的 1了解电子元器件和高频电子线路实验系统； 2掌握用MCl496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间关系； 3掌握在示波器上测量调幅系数的方法； 4通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。三、实验项目 1模拟相乘

2、调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测量。 2用示波器观察DSB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三角波时的调幅波。图3-1 MC1496内部电路及外部连接四、实验原理解析 1MC1496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3-1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：（8）、（10）脚间接一路输入（称为上输入V1），（1）、（4）脚间接另一路输入（称为下输入v2），（6

3、）、（12）脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并由（6）、（12）脚间取输出v0。（2）、（3）脚间接负反馈电阻Rt。（5）脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8k。（14）脚接负电源-8V。（7）、（9）、（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。可以证明：因而，仅当上输入满足v1VT（26mV）时，方有：才是真正的摸拟相乘器。本实验即为此例。 21496组成的调幅器 用1496组成的调幅器实验电路如图3-2所示。图中，与图3-1相对应之处是：1R08侧对应于Rt，1R09对应于RB，1R

4、03、1R10对应于Rc。此外，1W02用来调节（1）、（4）端之间的平衡，1W03用来调节（8）、（10）端之间的平衡。1K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当1K01置“左侧”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为正常调幅波（AM），调整1W01，可改变调幅波的调制度。当1K01置“右侧”时，其输出为平衡调幅波（DSB）。 晶体管1Q01为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。 图3-2 1496组成的调幅器实验电路五、实验步骤（一）实验步骤 1模块上电（1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块开关，此时电源指标灯点亮。（2） 调制信号源：

5、采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器检测）：l 频率范围：1KHZl 波形选择：正弦波l 输出峰-峰值：300mV （3）载波源：采用DDS信号源l 工作频率：2MHZ用频率计测量；l 输出幅度（峰-峰值）：300mV，用示波器观测2 输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关1K01置“右侧”，以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。（1） 载波输入端输入失调电压调节

6、 把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（1P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（1TP03）的输出波形，调节电位器1W02，使此时输出端（1TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。（2） 调制输入端输入失调电压调节 把载波源输出的载波信号加到载波输入端（1P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（1TP03）的输出波形。调节电位器1W03使此时输出（1TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。3. DSB信号波形(1) DSB信号波形观察 将DDS信号源输出的载波接入载波输入端（1P01），低频调制信号接入音频输入端（1P02）

7、。示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到1TP02上），示波器CH2接调幅输出端（1TP03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图3-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调1W02电位器。 图3-3 图3-4（2）DSB信号反相点观察为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率。本实验可将载波频率降低为100KHZ（如果是DDS信号源可直接调制100KHZ；如果是其他信号源，需另配100KHZ的函数发生器），幅度仍为300mv。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。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信号，过零点时刻的

8、波形应该反相，如图3-4所示。4. AM（常规调幅）波形测量（1） AM正常波形观测 在保持输入失调电压调节的基础上，将开关1K01置“左侧”，即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度300mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03，即可观察到正常的AM波形，如图3-5所示。图3-5 调整电位器1W01，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形应随之变化。下图3-6为用示波器测出的正常调幅波波形：图 3-6（2） 不对称调制度的AM波形观察在AM正常波形调整的基础上，改变1W03，可观察到调制度

9、不对称的情形。最后仍调到调制度对称的情形。下图3-7为用示波器测出的不对称调幅波波形：图 3-7（3） 过调制时的AM波形观察 在上述实验的基础上，即载波2MHZ（幅度300mv），音频调制信号1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03。调整1W01使调制度为100%，然后增大音频调制信号的幅度，可以观察到过调制时AM波形，并与调制信号波形作比较。下图为调制度为100%和过调制的AM波形：图 3-85. 调制度Ma的测试 我们可以通过直接测量调制包络来测出Ma。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2，并使其同步。调节时间旋转使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图

10、3-9所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。图3-9（2） 对应波形图图3-4DSB信号反相点图3-5AM正常波形图 3-7不对称调制度的AM波形图 3-8过调制时的AM波形Ma=（A-B）/（A+B）*100%=90.0%A=2.17V；B=113mv六 实验体会 从上面的实验结果中，我们可以清楚地观察到的DSB调制信号的反相点，并且在调制信号正半周期间，输入载波波形与输出DSB波形同相；在调制信号负半周期间，两者反相。观察普通调幅信号，在正常的AM下，其输出信号的包络与原始信号一致，并且当调制信号的幅度与频率发生改变时，其包络也相应地随之改变。从图中我们可知虽然在AM波形的调制度

11、为100%时，上下包络紧贴横轴，但是其中并不存在反相点，其包络仍然反映原调制信号波形。而DSB则是在调制信号正半周期间，输入载波波形与输出DSB波形同相；在调制信号负半周期间，两者反相。实验四 振幅解调电路（包络检波与同步检波）1、 本节知识点及所用设备 1、实验知识点：l 幅度解调l 二极管包络检波l 模拟乘法器实现同步检波 2、做本实验所用到的仪器l 集成乘法器幅度解调电路模块l 晶体二极管检波器模块l DDS信号源l 数字示波器l 万用表2、 实验目的 1、熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2、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波解影响； 3、理解包络检波

12、器只能解调m<=100%的AM波，而不能解调m>100%的AM波以及DSB波的概念； 4、掌握用MC1498模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调方法； 5、了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响； 6、理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB的概念。3、 实验项目 1、用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能； 2、用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能； 3、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。4、 实验原理解析 幅度解调即从已调幅波中提取调制信号的过程，亦称为检波。通常，幅度解调的方法有包

13、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。它适合解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰峰值为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级管和RC低通滤波器，如图4-1所示。图4-1 二极管包络检波器电路图中，2D01为检波管，2C02、2R08、2C03构成低通滤波器，2R09、2W01为二极管检波直流负载，2W01用来调节直流负载大小。开关2K01是为了二极管检波交流负载的接入与断开而设置的，2K01置“on”为接入交流负载，2K01置“off”为断开交流负载。 2K02开关控制着检波器是

14、接入交流负载还是介入后级低放。开关2K02拨至左侧时接交流负载，波至右侧时接后级放大。当检波器构成系统时，需与后级低放接通。2Q03、2Q04对检波后的音频进行放大，放大后的音频由2P02输出。因此，2K02可控制音频信号是否输出，调了2W03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（有称惰性失真）。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：其中：ma为调幅系数，为调制信号角频率。当检波器的直流负载电阻R与交流负载电阻R 不相等，而且调幅度Ma又相当

15、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（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4-2所示。图中，恢复载波Vc先加到输入端2P01上，在经过电容2C01加在（8）、（10）脚之间。已调幅波Vamp先加到输入端2P02上，再经过电容2C02加在（1)、（4)之间。相乘后的信号由（12）输出，再经过由2C05、2C06、2R12组成的p型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（2P0

16、3)提取出调制信号。需要指出的是，在图4-2中对1496采用了单电源（+12V)供电，因而（14）脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，如图所示。 图4-2 MC1496组成的解调器实验电路5实验步骤（一）实验步骤1）模块上电1. 选择好需要做的实验的模块板：集成乘法器幅度调电路、二极管检波器、集成乘法器幅度解调电路。2. 接通实验板的电源开关，使相关电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。注意：做本实验时仍需重复实验三中部分实验项目，先产生调幅波，再供这里解调之用。2）二极管包络检波器1. AM波的解调(1) Ma=30%的AM的解调 AM波的获得 与实验三的五、4.（1）中的实验项目

17、相同，低频信号或函数发生器作为调制信号源（输出300mVp-p的1KHz正弦波），以DDS信号源作为载波源（输出300mVp-p的2MHz正弦波），再调节1W01，便可从幅度调制电路单元上输出m=30%的AM波，其输出幅度（峰-峰值）至少为0.8V。 AM波的包络检波器解调将开关2K01至右侧，2K02拨至放大输出（“右侧”）。把上面得到的AM波加到包络检波器输入端（2P01），即可用示波器在2TP02观察到包络检波器的输出，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2TP01，而将示波器CH2接包络检波器的输出2TP02（下同）。调节直流负载的大小

18、（调2W01），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2W01），使输出产生对角失真，如果失真不明显可以加大调幅度（即调整1W01），画出其波形。 观察底部切割失真当交流负载未接入前，先调节2W01使解调信号不失真。然后接通交流负载（2K01至左侧，2K02拨至底部失真），示波器CH2接2TP03。调节交流负载的大小（调2W02），使解调信号出现割底失真，如果失真不明显，可加大调幅度（即增大音频调制信号幅度）画出其相应的波形。在解调信号不失真的情况下，将2K02拨至右侧，示波器CH2接2TP04，可观察到放大后音频信号，调节2W03音频幅度会

19、发生变化。图 4-32.DSB波形的解调采用实验3中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大载波信号及调制信号幅度，使得在调制电路输出端产生较大幅度的DSB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，并与调制信号作比较。实际观察到DSB解调波形如下图：图 4-43）集成电路（乘法器）构成的同步检波1. AM波的解调将幅度调制电路的输出接到幅度解调电路的调幅输入端（2P02）。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1P01与2P01相连。示波器CH1接调幅信号2TP02，CH2接同步检波器的输出2TP03。分别观察并记录当调制电路输出为Ma=30%、Ma=100%、Ma>100%时三种AM的解调输出波形，并与调制信号作比较。实际观察到各种调制度的解调波形如下图：图 4-52. DSB波的解调采用实验3的五、3中相同的方法来获得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。DSB波解调波形如下图：图 4-6（二）对应波形图m=30%的AM波对角失真底部切割失真Ma=100%的AM波（三）由本实验归纳出两种检波器的解调特性输入的调幅波AM波