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
图 6-2 1496组成的调幅器实验电路
2、二极管包络检波电路
图 1 二极管包络检波器电路
3、MC1496 组成的解调器实验电路
图 2 MC1496 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:
,
因而,仅当上输入满足v1≤VT (26mV)时,方有:
,
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
图 6-2 1496组成的调幅器实验电路
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 2 MC1496 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):10mV
2.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
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的AM波形观察
⑶ 100%调制度观察
⑷过调制时的AM波形观察
③最后调到m<1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
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,先产生调幅波,再供这里解调之用。
2.二极管包络检波器
⑴ AM波的解调
①m<100%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
⑵ DSB-SC波的解调
3.同步检波器
⑴ AM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
⑵ DSB-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(M<1)为
VPP=46.0mv
所测谷谷值为:
Vgg=11.6mv
计算M值为:M =
=
=0.597
2、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
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1中,并做必要说明。
调幅波
AM
DSB-SC
m =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
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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m<1时 VAB的值和 AM波形
VAB=220.8 mV
(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 m<100%
解调后
m>100% 和m=100%时不能解调
4、 同步检波器
(1) AM波的解调
M<100%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。