振幅调制器与振幅解调器实验报告

一、实验目的与要求：1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。2．掌握在示波器上测量调幅系数的方法。3．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。4．掌握用MC1496来实现AM和DSB-SC的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间的关系。5．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波解调的影响。6．了解包络检波器和同步检波器对m≤100％的AM波、m＞100％的AM波和DSB-SC波的解调情况.7．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB-SC波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB-SC波解调的影响。二、实验电路图1．1496组成的调幅器2、二极管包络检波电路图1二极管包络检波器电路图6-21496组成的调幅器实验电路3、MC1496组成的解调器实验电路图2MC1496组成的解调器实验电路三、工作原理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：⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1），⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸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。⒁脚接负电源8V。⑺、⑼、⑾、⒀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：122th2cotTRvvvRv，因而，仅当上输入满足v1≤VT(26mV)时，方有：12cotTRvvvRv，才是真正的模拟相乘器。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2所示。图中，与图1相对应之处是：R8对应于Rt，R9对应于RB，R3、R10对应于RC。此外，W1用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用W1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端加入调制信号时即可产生AM波。晶体管BG1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。3．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-峰值为0.5V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BG2和RC低通滤波器，如图1所示。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。因此，选择合适的时间常数RC就显得很重要。4．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2所示。图中，恢复载波vc先加到输入端IN1上，再经过电容C1加在⑻、⑽脚之间。已调幅波vamp先加到输入端IN2上，再经过电容C2加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由⑿脚输出，再经过由C4、C5、R6组成的型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（OUT）提取出调制信号。需要指出的是，在图2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。图6-21496组成的调幅器实验电路图2MC1496组成的解调器实验电路四、实验步骤（一）振幅调制1．实验准备（1）按要求使用正确的电路板模块，并接通电源。（2）调制信号源：采用低频函数发生信号发生器，其参数调节如下（示波器监测）：频率范围：1kHz波形选择：～幅度衰减：20dB输出峰-峰值：100mV（3）载波源：采用AS1637函数信号发生器，其参数调节如下：工作方式：内计数（“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗，此时才用作为信号源）函数波形选择(FUNCTION)：～工作频率：100kHz输出幅度（峰-峰值）：10mV2．静态测量⑴载波输入端（IN1）输入失调电压调节⑵调制输入端（IN2）输入失调电压调节3．DSB-SC（抑制载波双边带调幅）波形观察⑴DSB-SC信号波形观察⑵DSB-SC信号反相点观察⑶DSB-SC信号波形与载波波形的相位比较4．AM（常规调幅）波形测量⑴AM正常波形观察⑵不对称调制度的AM波形观察⑶100％调制度观察⑷过调制时的AM波形观察③最后调到m1时的AM波形。（二）振幅解调1．实验准备（1）按要求使用正确的电路板模块，并接通电源。注意：做本实验时仍需重复振幅调制实验中的部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。2．二极管包络检波器⑴AM波的解调①m100％的AM波的解调(ⅰ)AM波的获得与振幅调制实验中的五、4．⑴中的实验内容相同，(ⅱ)AM波的包络检波器解调(ⅲ)加大滤波电容的影响②m=100％的AM波的解调③m＞100％的AM波的解调⑵DSB-SC波的解调3．同步检波器⑴AM波的解调②输出端接上型低通滤波器时的解调②输出端不接型低通滤波器时的解调⑵DSB-SC波的解调②输出端接上型低通滤波器时的解调②输出端不接型低通滤波器时的解调五、数据处理分析：1、所测峰峰值（M1）为VPP=46.0mv所测谷谷值为：Vgg=11.6mv计算M值为：M=minmaxminmaxUUUUM=6.110.466.110.46=0.5972、由本实验归纳出包络检波器和同步检波器的解调性能，以“能否正确解调”填入表1中，并做必要说明。调幅波AMDSB-SCm=30％m=100％m＞100％能否正确解调包络检波能不能不能不能同步检波能能能能六、波形观察和记录1、DSB-SC（抑制双边带调幅）波形观察（1）DSB-SC波形观察2、调幅）波形测量（1）AM正常波形观察任一m1时VAB的值和AM波形VAB=220.8mV（2）不对称调制度的ＡＭ波形观察（３）100%调制度观察（4）过调制时的AM波形观察3、二极管包络检波器（1）AM波的解调AM波形m100%解调后m100%和m=100%时不能解调4、同步检波器（1）AM波的解调M100%时解调效果和二极管包络检波器相同M=100%和m〉100%时也都可解调出来（2）DSB-SC波的解调DSB-SC波形解调后后来补测峰峰值和谷谷值的波形：实验结论：指导教师批阅意见：成绩评定：指导教师签字：年月日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。