高频实验报告-

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：幅度调制用模拟乘法器实现幅度调制MC1496四象限模拟相乘器2．实验用仪器：集成乘法器幅度调制电路模块DDS信号源双踪示波器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3-1MC1496内部电路及外部连接四、实验原理解析1．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（T1～T4），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）、（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6.8kΩ。（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v1≤VT（26mV）时，方有：210vvRRvtc才是真正的摸拟相乘器。本实验即为此例。2．1496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，1R03、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。TtCvvthvRRv22120图3-21496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：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）：频率范围：1KHZ波形选择：正弦波输出峰-峰值：300mV（3）载波源：采用DDS信号源工作频率：2MHZ用频率计测量；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。1C040.1uF1C010.01uF1R034.7K1R061K1Q0190181R041K1C050.1uF1TP011TP031TP02调幅输出载波输入音频输入1R051K1R021K1R126.8K1R071K1R142K1R131K1R1168K1GND-12V1+12V11R011K1C030.01uF1R081K1R094.7K1R104.7K1R15510Ω1E0210uF/25V1E0110uF/25V1K01+5V1C020.1uF1P021P011P031W012K1W0210K1W035K1LED01LED1D018.2VSIG+1GADJ2GADJ3SIG-4BIAS5OUT+6N/C7CAR+8N/C9CAR-10N/C11OUT-12N/C13VEE141U01MC1496（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）。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3-9所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。%100BABAma图3-9（二）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）一、本节知识点及所用设备1、实验知识点：幅度解调二极管包络检波模拟乘法器实现同步检波2、做本实验所用到的仪器集成乘法器幅度解调电路模块晶体二极管检波器模块DDS信号源数字示波器万用表二、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、理解包络检波器只能解调m=100%的AM波，而不能解调m100%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。三、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。四、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：aa21mmRC其中：ma为调幅系数，Ω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RRma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2GND2P012C010.01uF2R12220K2R131K2R1451Ω2R072K2L011mH2Q0390182Q0490182P022R091K2R08510Ω2C020.01uF2TP012TP042Q0190182Q0290182R01100K2R03220K2R0210K2R05510Ω2R045.1K2R063.3K2E0110uF/25V2E0210uF/25V2P032TP022TP032C030.047uF2E0310uF/25V2R101K2R1168K2E0410uF/25V2E0510uF/25V2K012K022W01100K2W02100K2W035K+12V12D012AP92LED01LED2P04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，