實(shí)驗(yàn)五、六調(diào)制解調(diào)剖析

1、實(shí)驗(yàn)3乘法器應(yīng)用1 振幅調(diào)制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅和抑制載波雙邊帶調(diào)幅的方法與過程，并研究已調(diào)波與二輸入信號(hào)的關(guān)系。2. 掌握測量調(diào)幅系數(shù)的方法。3. 通過實(shí)驗(yàn)中的波形變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。二、預(yù)習(xí)要求1. 預(yù)習(xí)幅度調(diào)制器有關(guān)知識(shí)。2. 認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)電路中用1496乘法器調(diào)制的工作原理，并分析計(jì)算各引出腳的直流電壓。3. 分析全載波調(diào)幅及抑制載波調(diào)幅信號(hào)特點(diǎn)，并畫出其頻譜圖。三、實(shí)驗(yàn)儀器1. 雙蹤示波器2. 高頻信號(hào)發(fā)生器3. 萬用表4. 實(shí)驗(yàn)板GPMK3四、實(shí)驗(yàn)電路說明幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號(hào)的控制作周期性的變化。變

2、化的周期與調(diào)制信號(hào)周期相同。即振幅變化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。通常稱高頻信號(hào)為載波信號(hào)，低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)的裝置。用了兩組差動(dòng)對(duì)由 V1V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一 對(duì)差分電路，即 V5及V6,因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動(dòng)放大器 V5、V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在V1 V4的輸入端，即引腳的、之間。調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器腳外接1K電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍， 引出腳、（12）之間）輸出。用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路中，V5- V6的輸入端，即引腳的、之間，、 已調(diào)制信號(hào)取自雙差

3、動(dòng)放大器的兩集電極RP1用來調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡,（即RP2用來調(diào)節(jié)、腳之間的平衡，三極管V為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負(fù)載的能力。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 了解集成乘法器的特性；2. 實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅波（AM；畫出波形；測出調(diào)制度 ma并研究那些因素影響 ma 的大小；3. 實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅波（DSB；畫出波形；觀察改變載波幅度UCm和調(diào)制信號(hào)的幅度4 m對(duì)雙邊帶波形的影響六、實(shí)驗(yàn)步驟GND -8V.4-12V o-冃I模擬乘法器的應(yīng)用一二極管包齬檢謖畀DQZZ3314 13 12 11 10 9MC1436AM(3HIOUTRLGND14 13 12 11 10 9 8MC1496IT,R*jwnA

4、MfraiRIOI OUTGPMK3-41-eaiuF注意：該電路所用電源為：+12V , -8V1. 乘法器輸入端平衡調(diào)整波形選擇：調(diào)制信號(hào)為1KHz的音頻信號(hào)，波形為正弦波。載波信號(hào)為1MHz的高頻信號(hào)，波形為正弦波。（1 ）載波輸入端平衡調(diào)整：在調(diào)制信號(hào)輸入端IN2加峰值為100mV頻率為1KHz的正弦信號(hào)，載波端IN1不 加信號(hào)，調(diào)節(jié)RP2電位器使輸出端信號(hào)最小，然后去掉輸入信號(hào)，則載波輸入端平衡。（2）調(diào)制信號(hào)輸入端平衡調(diào)整在載波輸入端IN1加峰值為100mV頻率為1MHz的正弦信號(hào)，調(diào)制信號(hào)輸入端IN2 不加信號(hào)，調(diào)節(jié)RP1電位器使輸出端信號(hào)最小，然后去掉輸入信號(hào)， 則調(diào)制信號(hào)輸入

5、端平衡。2. DSB （抑制載波雙邊帶）調(diào)制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)u（t）=u QmCOSQ t UcmCOS3 ct （DSB 波數(shù)學(xué)表達(dá)式）（1）DSB波形的實(shí)現(xiàn)載波輸入端IN1接1MHz的高頻信號(hào)，幅度為 200mV低頻調(diào)制輸入端IN2加1KHz的音頻調(diào)制信號(hào)，幅度為 300mV用雙通道示波器分別觀察音頻輸入端信號(hào)和調(diào)制輸出信號(hào)DSB并記錄波形。（2）觀察DSB波形在過零點(diǎn)的反相為了清楚地觀察雙邊帶信號(hào)在過零點(diǎn)的反相，必須降低載波頻率。將載波信號(hào)頻率降低為 100KHz=增大示波器的掃描速率，仔細(xì)觀察調(diào)制信號(hào)在過零點(diǎn)時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的DSB波形，并記錄波形。（3）DSB信號(hào)波形與載波波形的比較（ 載波信號(hào)

6、頻率100KHZ）將雙通道示波器探頭分別接在載波輸入和DSB信號(hào)輸出上，把輸入載波波形與 DSB波形進(jìn)行相位比較。應(yīng)該可以發(fā)現(xiàn)：在調(diào)制信號(hào)正半周期間，兩者同相；在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周期間，兩者反相。（4）觀察改變載波幅度 Ucm （載波信號(hào)頻率100KHZ）和調(diào)制信號(hào)的幅度 U Q m對(duì)雙邊帶波 形的影響3. AM （全載波調(diào)幅波）的調(diào)制U（t）=U cm 1+U q mCOSQ t COSw ct（AM 波數(shù)學(xué)表達(dá)式）A .不同調(diào)制度 ma （用雙通道示波器分別觀察音頻輸入端信號(hào)和調(diào)制輸出信號(hào)AM波）（1）調(diào)節(jié)RP1使Vaef0.1V，載波輸入端IN1接1MHz的高頻信號(hào)，幅度為50mV低頻調(diào)制輸

7、入端IN2加1KHz的音頻調(diào)制信號(hào)，幅度為 100mV計(jì)算出調(diào)制度 ma的值；A B在示波器上測出 A B的值，計(jì)算ma： ma10000A + BTim（2） 改變低頻信號(hào)的幅度，150mv、200mv 400mv時(shí)分別算出ma，加大低頻信號(hào)幅度， 觀察ma=100% ma 100%時(shí)的AM波，并比較 ma=100%與DSB在過零點(diǎn)有何區(qū)別。 并記錄低頻信號(hào)幅值（ma=100%。（3） 恢復(fù)低頻信號(hào)幅度為 100mV.調(diào)節(jié)RP1觀察Vab輸出波形AM波的變化情況。（Vaef0.1 和0.01時(shí)的ma）（4）改變載波幅度觀察對(duì) AM波的影響（Vae=0.1時(shí)）。結(jié)論：哪些因素會(huì)影響到AM的調(diào)制

8、度maB.調(diào)制信號(hào)為三角波和方波時(shí)的調(diào)幅波觀察保持載波輸入端IN1接1MHz的高頻信號(hào)，幅度為100mV將低頻調(diào)制信號(hào)改為三角 波（峰峰值200mV或方波（峰峰值 200mV，觀察AM波形（用雙通道比較 AM波與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系)；并改變調(diào)制波頻率，觀察已調(diào)波的變化。改變RP1,觀察輸出波形調(diào)制度的變化。4. 利用乘法器實(shí)現(xiàn)直流調(diào)制直流調(diào)制特性的測量：在載波輸入端 IN1加峰值Vc為10mV頻率為1MHz的正弦信 號(hào)，用萬用表測量 A B之間的電壓Vab，用示波器觀察 OUT輸出端的波形，以 VAe=0.1V 為步長，記錄RP1由一端調(diào)至另一端的輸出波形及其峰值電壓，注意觀察相位變化，根據(jù)公式V

9、o -KVabVc計(jì)算出系數(shù)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、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1 )將實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來并進(jìn)行分析(2)畫出DSB AM波形，計(jì)算ma;畫出實(shí)驗(yàn)中 ma 100%勺調(diào)幅波形，在圖上標(biāo)明峰 -峰值電壓 Va-a,U Q m不同時(shí):Uq m(mV)100 mV150 mV200 mV400 mVVA-aV b-bmama =100%ma 100%V AB不同時(shí):VAb (mV)0.1V0.07V0.05V0.02V0.01V-AV b-bma(3 )畫出當(dāng)Vab不同時(shí)能得

10、到幾種調(diào)幅波形，分析其原因。(4 )畫出100%周幅波形及抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形，比較二者的區(qū)別。(5) 畫出方波和三角波的調(diào)幅波，并說明三角波的方波的幅度和頻率對(duì)調(diào)幅波的影響。(6) 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用坐標(biāo)紙畫出直流調(diào)制特性曲線。(7) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論和分析，對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)、寫出收獲和體會(huì)八、思考題(1) 畫出過調(diào)制波形并分析為什么產(chǎn)生過調(diào)制(2) DSB波形和ma =100%的AM波形有什么區(qū)別？畫出波形九、思維拓展用MC1496模擬乘法器構(gòu)成可調(diào)增益放大器，將乘法器的一個(gè)輸入端接直流(可以調(diào)節(jié))， 另一輸入端接需要放大的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)4乘法器應(yīng)用2-調(diào)幅波信號(hào)的解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 進(jìn)一步了

11、解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。2. 掌握包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn) AM波解調(diào)方法；了解濾波電容數(shù)值對(duì)AM波解調(diào)的影響。3. 掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法。二、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)課本中有關(guān)調(diào)幅和解調(diào)原理。2. 分析二極管包絡(luò)檢波產(chǎn)生波形失真的主要因素。三、實(shí)驗(yàn)儀器1. 雙蹤示波器2. 高頻信號(hào)發(fā)生器3. 萬用表4. 實(shí)驗(yàn)板GPMK3O+Jv4700P1412 11 10 9 &工MC1496模擬乘法器的宜用一1412 11 1Q 已AM(*)GPMK3MC14S6nCi石n CLluF二極管包給檢進(jìn)黑R*E0AM四、實(shí)驗(yàn)電路說明調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過程，通常稱之為檢波。調(diào)

12、幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。1. 二極管包絡(luò)檢波器適合于解調(diào)含有較大載波分量的大信號(hào)的檢波過程，它具有電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)電路主要由二極管 D及RC低通濾波器組成，它利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)載 RC的充放電過程實(shí)現(xiàn)檢波。 所以RC時(shí)間常數(shù)選擇很重要，RC時(shí)間常數(shù)過大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì) 角線切割失真。RC時(shí)間常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要滿足下式：:RC :其中：m為調(diào)幅系數(shù)，fo為載波頻率，Q為調(diào)制信號(hào)角頻率。2. 同步檢波器利用一個(gè)和調(diào)幅信號(hào)的載波同頻同相的載波信號(hào)與調(diào)幅波相乘，再通過低通濾波器濾除高頻分量而獲得調(diào)制信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路采用1496集成電路構(gòu)成解

13、調(diào)器，載波信號(hào)Vc經(jīng)過電容C1加在、腳之間，調(diào)幅信號(hào)Vam經(jīng)電容C2加在、腳之間，相乘后信號(hào)由(12)腳輸出，經(jīng)過C4、C5、R6組成的低通濾波器，在解調(diào)輸出端，提取調(diào)制信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 用示波器觀察包絡(luò)檢波來解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；2. 用示波器觀察同步檢波來解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；六、實(shí)驗(yàn)步驟(一)二極管包絡(luò)檢波1解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) AM波(1) ma =30%的AM的檢波AM波的獲得：前面振幅調(diào)制實(shí)驗(yàn)六、 3. A.(2)中的內(nèi)容，其中獲得的 ma =30%的 調(diào)幅波，將AM輸出OUT加至二極管包絡(luò)檢波器 Uam信號(hào)輸入端，觀察記錄檢波輸 出OUT的波形。并用雙通道示波

14、器觀察比較解調(diào)信號(hào)與調(diào)制信號(hào)。將電容C2并聯(lián)至C1，再次觀察記錄檢波輸出 OUT的波形，并與調(diào)制信號(hào)比較。(2) . ma =100%的AM的檢波，同前面一樣獲得 AM波，加入二極管包絡(luò)檢波器，觀 察記錄檢波輸出波形，與調(diào)制信號(hào)比較。(3) . ma 100%的AM的檢波，同前面一樣獲得 AM波，加入二極管包絡(luò)檢波器，觀 察記錄檢波輸出波形，與調(diào)制信號(hào)比較。(4) .在ma =30%時(shí)，降低載波信號(hào)頻率，fc=100KHz，其余條件不變，觀察記錄檢波 器輸出端波形。(5) .調(diào)制信號(hào)為三角波和方波時(shí)的檢波。 AM波的獲得同前面。2.解調(diào)DSB抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)采用實(shí)驗(yàn)六、2. (1)所獲

15、得的DSB波形，將調(diào)制輸出 OUT信號(hào)加至二極管包絡(luò) 檢波器輸入端，觀察記錄檢波輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。輸入的調(diào)幅波波形AM波DSB波ma =30%ma =100%ma 100%三角波方波波形比較解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后包絡(luò)檢波器(C1)調(diào)制信號(hào)(低頻)包絡(luò)檢波(并C2+C1)(二)集成電路(乘法器)構(gòu)成同步解調(diào)器1解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) AM波(1) .將電路中的C4另一端接地，C5另一端接A，按振幅調(diào)制實(shí)驗(yàn)六、3. A.(2)中的內(nèi) 容，獲得調(diào)制度分別為 ma =30%、ma =100%及ma 100%的調(diào)幅波。將它們依次加至 同步解調(diào)器Uam的輸入端，并在解調(diào)器的載波輸入端

16、 Uc加上與調(diào)幅信號(hào)相同的載波 信號(hào)，分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比。(2) .去掉C4、C5觀察記錄ma =30%、ma =100%及ma 100%的調(diào)幅波輸入時(shí)的解調(diào)器輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。然后使電路復(fù)原。(3).調(diào)制信號(hào)為三角波和方波時(shí)的檢波。AM波的獲得同前面。2解調(diào)DSB抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)(1).采用實(shí)驗(yàn)六、2. (1)所獲得的DSB波形，并加至電路的 Uam輸入端，其它連線均不變，觀察記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較。(2).去掉濾波電容 C4、C5觀察記錄輸出波形。輸入的調(diào)幅波波形AM波DSB波ma =30%ma =100%ma 100%三角波方波波形比較解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后解調(diào)后同步檢波(C4、C5)原調(diào)制信號(hào)同步檢波(無C4C5)七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.通過一系列兩種檢波器實(shí)驗(yàn)， 將下列內(nèi)容整理在表內(nèi)，并說明兩種檢波結(jié)果的異同原因。輸入的調(diào)幅波波形ma=30%ma=100%抑制載波調(diào)幅波二極管包絡(luò)檢波器輸出同步檢波輸出2. 畫出二極管包絡(luò)檢波器并聯(lián)C2前后的檢波器輸出波形，并進(jìn)行比較，分析原因。3. 在同一張坐標(biāo)紙上畫出同步檢波解調(diào)全載波及抑制載波時(shí)去掉低通濾波器中的電容C4、C5前后各是什么波形，并分析二者為什么有區(qū)別。4.由本實(shí)驗(yàn)歸納出兩種檢波器的解調(diào)特性，以“能否正確解調(diào)”填入表格輸入的調(diào)幅