實(shí)驗(yàn)9 振幅解調(diào)器

實(shí)驗(yàn)9振幅解調(diào)器（包絡(luò)檢波、同步檢波）—、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：振幅解調(diào)二極管包絡(luò)檢波模擬乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波2．做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：集成乘法器幅度解調(diào)電路模塊晶體二極管檢波器模塊高頻信號(hào)源雙蹤示波器萬(wàn)用表二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；2．掌握用包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn)AM波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對(duì)AM波解調(diào)影響；3．理解包絡(luò)檢波器只能解調(diào)m≤100％的AM波，而不能解調(diào)m＞100％的AM波以及DSB波的概念；4．掌握用MC1496模擬乘法器組成的同步檢波器來(lái)實(shí)現(xiàn)AM波和DSB波解調(diào)的方法；5．了解輸出端的低通濾波器對(duì)AM波解調(diào)、DSB波解調(diào)的影響；6．理解同步檢波器能解調(diào)各種AM波以及DSB波的概念。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；2．用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AM波、DSB波時(shí)的性能；3．用示波器觀察普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)中的對(duì)角切割失真和底部切割失真的現(xiàn)象。四、基本原理振幅解調(diào)即是從振幅受調(diào)制的高頻信號(hào)中提取原調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，亦稱為檢波。通常，振幅解調(diào)的方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。1．二極管包絡(luò)檢波二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡(jiǎn)單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號(hào)電平較大（俗稱大信號(hào)，通常要求峰一峰值為1.5V以上）的AM波。它具有電路簡(jiǎn)單，檢波線性好，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)電路主要包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分，如圖9-1所示。圖中，10D01為檢波管，10C02、10R08、10C07構(gòu)成低通濾波器，10R01、10W01為二極管檢波直流負(fù)載，10W01用來(lái)調(diào)節(jié)直流負(fù)載大小，10R02與10W02相串構(gòu)成二極管檢波交流負(fù)載，10W02用來(lái)調(diào)節(jié)交流負(fù)載大小。開(kāi)關(guān)10K01是為二極管檢波交流負(fù)載的接入與斷開(kāi)而設(shè)置的，10K01置“on”為接入交流負(fù)載，10K01置“off”為斷開(kāi)交流負(fù)載。10K02開(kāi)關(guān)控制著檢波器是接入交流負(fù)載還是接入后級(jí)低放。開(kāi)關(guān)10K02撥至左側(cè)時(shí)接交流負(fù)載，撥至右側(cè)時(shí)接后級(jí)低放。當(dāng)檢波器構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，需與后級(jí)低放接通。10BG01、10BG02對(duì)檢波后的音頻進(jìn)行放大，放大后音頻信號(hào)由10P02輸出，因此10K02可控制音頻信號(hào)是否輸出，調(diào)節(jié)10W03可調(diào)整輸出幅度。圖中，利用二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娐返某浞烹姇r(shí)間常數(shù)不同（實(shí)際上，相差很大）來(lái)實(shí)現(xiàn)檢波，所以RC時(shí)間常數(shù)的選擇很重要。RC時(shí)間常數(shù)過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì)角切割失真（又稱惰性失真）。RC常數(shù)太小，高頻分量會(huì)濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：其中：為調(diào)幅系數(shù)，Ω為調(diào)制信號(hào)角頻率。當(dāng)檢波器的直流負(fù)載電阻R與交流音頻負(fù)載電阻不相等，而且調(diào)幅度又相當(dāng)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生底邊切割失真（又稱負(fù)峰切割失真），為了保證不產(chǎn)生底邊切割失真應(yīng)滿足。圖9-1二極管包絡(luò)檢波電路2．同步檢波同步檢波又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步（同頻、同相）的一個(gè)恢復(fù)載波與已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)出調(diào)制信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)采用MC1496集成電路來(lái)組成解調(diào)器，如圖9-2所示。圖中，恢復(fù)載波vc先加到輸入端9P01上，再經(jīng)過(guò)電容9C01加在⑻、⑽腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上，再經(jīng)過(guò)電容9C02加在⑴、⑷腳之間。相乘后的信號(hào)由（6）腳輸出，再經(jīng)過(guò)由9C04、9C05、9R需要指出的是，在圖9-2中對(duì)1496采用了單電源（+12V）供電，因而⒁腳需接地，且其它腳亦應(yīng)偏置相應(yīng)的正電位，恰如圖中所示。五、實(shí)驗(yàn)步驟（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．選擇好需做實(shí)驗(yàn)的模塊：集成乘法器幅度調(diào)制電路、二極管檢波器、集成乘法器幅度解調(diào)電路。2．接通實(shí)驗(yàn)板的電源開(kāi)關(guān)，使相應(yīng)電源指示燈發(fā)光，表示已接通電源即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。注意：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)仍需重復(fù)實(shí)驗(yàn)8中部分內(nèi)容，先產(chǎn)生調(diào)幅波，再供這里解調(diào)之用。（二）二極管包絡(luò)檢波1．AM波的解調(diào)（1）的AM波的解調(diào)①AM波的獲得與實(shí)驗(yàn)8的五、4．⑴中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相同，低頻信號(hào)或函數(shù)發(fā)生器作為調(diào)制信號(hào)源（輸出300mVp-p的1kHz正弦波），以高頻信號(hào)源作為載波源（輸出200mVp-p的2MHz正弦波），調(diào)節(jié)8W03，便可從幅度調(diào)制電路單元上輸出的AM波，其輸出幅度（峰-峰值）至少應(yīng)為0.8V。②AM波的包絡(luò)檢波器解調(diào)先斷開(kāi)檢波器交流負(fù)載（10K01=off），把上面得到的AM波加到包絡(luò)檢波器輸入端（10P01），即可用示波器在10TP02觀察到包絡(luò)檢波器的輸出，并記錄輸出波形。為了圖9-2MC1496組成的解調(diào)器實(shí)驗(yàn)電路更好地觀察包絡(luò)檢波器的解調(diào)性能，可將示波器CH1接包絡(luò)檢波器的輸入10TP01，而將示波器CH2接包絡(luò)檢波器的輸出10TP02（下同）。調(diào)節(jié)直流負(fù)載的大?。ㄕ{(diào)10W01），使輸出得到一個(gè)不失真的解調(diào)信號(hào)，畫(huà)出波形。③觀察對(duì)角切割失真保持以上輸出，調(diào)節(jié)直流負(fù)載（調(diào)10W01），使輸出產(chǎn)生對(duì)角失真，如果失真不明顯可以加大調(diào)幅度（即調(diào)整8W03），畫(huà)出其波形，并記算此時(shí)的值。④觀察底部切割失真當(dāng)交流負(fù)載未接入前，先調(diào)節(jié)10W01使解調(diào)信號(hào)不失真。然后接通交流負(fù)載（10K01至“on”，10K02至左側(cè)），示波器CH2接10TP03。調(diào)節(jié)交流負(fù)載的大小（調(diào)10W02），使解調(diào)信號(hào)出現(xiàn)割底失真，如果失真不明顯，可加大調(diào)幅度（即增大音頻調(diào)制信號(hào)幅度）畫(huà)出其相應(yīng)的波形，并計(jì)算此時(shí)的。當(dāng)出現(xiàn)割底失真后，減?。p小音頻調(diào)制信號(hào)幅度）使失真消失，并計(jì)算此時(shí)的。在解調(diào)信號(hào)不失真的情況下，將10K02撥至右側(cè)，示波器CH2接10TP04，可觀察到放大后音頻信號(hào)，調(diào)節(jié)10W03音頻幅度會(huì)發(fā)生變化。（2）的AM波的解調(diào)調(diào)節(jié)8W03，使=100%，觀察并記錄檢波器輸出波形。（3）的AM波的解調(diào)加大音頻調(diào)制信號(hào)幅度，使>100%,觀察并記錄檢波器輸出波形。（4）調(diào)制信號(hào)為三角波和方波的解調(diào)在上述情況下，恢復(fù)，調(diào)節(jié)10W01和10W02，使解調(diào)輸出波形不失真。然后將低頻信號(hào)源的調(diào)制信號(hào)改為三解波和方波（由K101控制），即可在檢波器輸出端（10TP02、10TP03、10TP04）觀察到與調(diào)制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的波形，調(diào)節(jié)音頻信號(hào)的頻率（低頻信號(hào)源中W101），其波形也隨之變化。2．DSB波的解調(diào)采用實(shí)驗(yàn)8中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大載波信號(hào)及調(diào)制信號(hào)幅度，使得在調(diào)制電路輸出端產(chǎn)生較大幅度的DSB信號(hào)。然后把它加到二極管包絡(luò)檢波器的輸入端，觀察并記錄檢波器的輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。（三）集成電路（乘法器）構(gòu)成的同步檢波1.AM波的解調(diào)將幅度調(diào)制電路的輸出接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端(9P02)。解調(diào)電路的恢復(fù)載波，可用鉚孔線直接與調(diào)制電路中載波輸入相連，即9P01與8P01相連。示波器CH1接調(diào)幅信號(hào)9TP02，CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察并記錄當(dāng)調(diào)制電路輸出為=30%、=100%、>100%時(shí)三種AM的解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。2．DSB波的解調(diào)采用實(shí)驗(yàn)8的五、3中相同的方法來(lái)獲得DSB波，并加入到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端，而其它連線均保持不變，觀察并記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。改變調(diào)制信號(hào)的頻率及幅度，觀察解調(diào)信號(hào)有何變化。將調(diào)制信號(hào)改成三角波和方波，再觀察解調(diào)輸出波形。3．SSB波的解調(diào)采用實(shí)驗(yàn)8的五、4中相同的方法來(lái)獲得SSB波，并將帶通濾波器輸出的SSB波形（15P06）連接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端，載波輸入與上述連接相同。觀察并記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)作比較。改變調(diào)制信號(hào)的頻率及幅度，觀察解調(diào)信號(hào)有何變化。由于帶通濾波器的原因，當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率降低時(shí)，其解調(diào)后波形將產(chǎn)生失真，因?yàn)檎{(diào)制信號(hào)降低時(shí)，雙邊帶（DSB）中的上邊帶與下邊帶靠得更近，帶通濾波器不能有效地抑制下邊帶，這樣就會(huì)使得解調(diào)后的波形產(chǎn)生失真。（四）調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)按圖9-3可構(gòu)成調(diào)幅與檢波的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。圖9-3調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖將電路按圖9-3連接好后，按照上述實(shí)驗(yàn)的方法，將幅度調(diào)制電路和檢波電路調(diào)節(jié)好，使檢波后的輸出波形不失真。然后將檢波后音頻信號(hào)接入低頻信號(hào)源中的功放輸入，即用鉚孔線將二極管檢波器輸出10P01（注意10K01、10K02的位置）與低頻信號(hào)源中的“功放輸入”P102相連，或?qū)⑼綑z波器輸出9TP03與“功入輸入”相連，便可在揚(yáng)聲器中發(fā)出聲音。改