《高頻實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)四 振幅調(diào)制與解調(diào).doc

實(shí)驗(yàn)四 振幅調(diào)制與解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握調(diào)幅與檢波的工作原理。掌握用集成模擬乘法器構(gòu)成調(diào)幅與檢波系統(tǒng)的電路連接方法。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握集成模擬乘法器的使用方法。3.掌握二極管峰值包絡(luò)檢波的原理。4. 掌握調(diào)幅系數(shù)測(cè)量與計(jì)算的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1調(diào)測(cè)模擬乘法器MC1496正常工作時(shí)的靜態(tài)值。 2實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅，改變調(diào)幅度，觀察波形變化并計(jì)算調(diào)幅度。3實(shí)現(xiàn)抑止載波的雙邊帶調(diào)幅波。4完成普通調(diào)幅波的解調(diào) 5觀察抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào) 6觀察普通調(diào)幅波解調(diào)中的對(duì)角切割失真，底部切割失真以及檢波器不加高頻濾波的現(xiàn)象。三、基本原理 ： 幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡(luò)）受調(diào)制信號(hào)的控制作周期性的變化。變化的周期與調(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)。調(diào)幅波的解調(diào)是調(diào)幅的逆過(guò)程，即從調(diào)幅信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法主要有二極管峰值包絡(luò)檢波器，同步檢波器。本實(shí)驗(yàn)中載波是由晶體振蕩產(chǎn)生的10MHZ高頻信號(hào)。1KHZ的低頻信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。 在本實(shí)驗(yàn)中采用集成模擬乘法器MC1496來(lái)完成調(diào)幅作用，圖41為1496芯片內(nèi)部電路圖，它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動(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與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與 V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在 V1V4的輸入端，即引腳的、之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端，即引腳的、之間，、腳外接 1K電位器，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，己調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極（即引出腳（6）、（12）之間）輸出。 用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖42所示，圖中VR8 用來(lái)調(diào)節(jié)引出腳、之間的平衡，VR7用來(lái)調(diào)節(jié)腳的偏置。器件采用雙電源供電方式（12V,-9V），電阻R29、R30、R31、R32、R52為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)中用二極管包絡(luò)檢波器完成檢波。二極管包絡(luò)檢波器主要用于解調(diào)含有較大載波分量的大信號(hào)，它具有電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)電路如圖43所示，主要由二極管D7及RC低通濾波器組成，利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過(guò)程實(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：m為調(diào)幅系數(shù)，max為調(diào)制信號(hào)最高角頻率。 當(dāng)檢波器的直流負(fù)載電阻R與交流音頻負(fù)載電阻R不相等，而且調(diào)幅度ma又相當(dāng)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)峰切割失真（又稱底邊切割失真），為了保證不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真應(yīng)滿足 。 圖43 包絡(luò)檢波電路四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)測(cè)：使調(diào)制信號(hào)V0，載波Vc0（短路塊J11、J17開(kāi)路），調(diào)節(jié)VR7、VR8使各引腳偏置電壓接近下列參考值： V8 V10 V1 V4 V6 V12 V2 V3 V5 6V 6V 0V 0V 8.6V 8.6V -0.7V 0.7V -6.8V R39、R46與電位器VR8組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變VR8可以使乘法器實(shí)現(xiàn)抑止載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制。 2抑止載波振幅調(diào)制：J12端輸入載波信號(hào)Vc(t)，其頻率fc10MHZ，峰-峰值Ucpp100300mV。J16端輸入調(diào)制信號(hào)V(t)，其頻率f1KHZ，先使峰-峰值Upp0，調(diào)節(jié)VR8，使輸出Vo=0（此時(shí)U4U1），再逐漸增加Upp，則輸出信號(hào) V。（t）的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)如圖 44（a）所示的抑止載波的調(diào)幅信號(hào)。由于器件內(nèi)部參數(shù)不可能完全對(duì)稱，致使輸出出現(xiàn)漏信號(hào)。腳和分別接電阻R43和R49可以較好地抑止載波漏信號(hào)和改善溫度性能。 3全載波振幅調(diào)制m(Um maxUm min)/（Um max+Um min），J12端輸人載波信號(hào) Vc(t)，fc=10MHz,Ucp-p=100300mV,調(diào)節(jié)平衡電位器 VR8，使輸出信號(hào) Vo(t)中有載波輸出（此時(shí)U1與U4不相等）。再?gòu)腏16 端輸入調(diào)制信號(hào)，其f=1KHZ，當(dāng)Up-p由零逐漸增大時(shí)，則輸出信號(hào)Vo（t）的幅度發(fā)生變化，最后出現(xiàn)如圖4- 4(b）所示的有載波調(diào)幅信號(hào)的波形，記下 AM波對(duì)應(yīng) Ummax和 Ummin，并計(jì)算調(diào)幅度m。 4加大V，觀察波形變化，畫出過(guò)調(diào)制波形并記下對(duì)應(yīng)的V、Vc值進(jìn)行分析。 附：調(diào)制信號(hào)V可以用外加信號(hào)源，也可直接采用實(shí)驗(yàn)箱上的低頻信號(hào)源。將示波器接入J22處，（此時(shí)J17短路塊應(yīng)斷開(kāi)）調(diào)節(jié)電位器VR3，使其輸出1KHz不失真信號(hào)，改變 VR9可以改變輸出信號(hào)幅度的大小。將短路塊刀J17短接，示波器接入J19處，調(diào)節(jié)VR9改變輸入V的大小。 圖44（a）抑止載波的調(diào)幅波形 圖44（b）普通調(diào)幅波形 5解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào) （1）m30的調(diào)幅波檢波： 從J45（ZF.IN）處輸入455KHZ，0.1V,m30的已調(diào)波，短路環(huán)J46連通，調(diào)整CP6 中周，使J51（JB.IN）處輸出 0.5V1V 己調(diào)幅信號(hào)。將開(kāi)關(guān)S13 撥向左端，S14，S15，S16均撥向右端，將示波器接入J52(JBOUT)，觀察輸出波形 （2）加大調(diào)制信號(hào)幅度，使 m=100，觀察記錄檢波輸出波形 6觀察對(duì)角切割失真： 保持以上輸出，將開(kāi)關(guān)S15撥向左端，檢波負(fù)載電阻由3.3K變?yōu)?00K，在J52處用示波器觀察波形，并記錄與上述波形進(jìn)行比較 7觀察底部切割失真： 將開(kāi)關(guān)S16撥向左端，S15也撥向左端，在J52處觀察波形并記錄與正常解調(diào)波形進(jìn)行比較。 8將開(kāi)關(guān)S15，S16還原到右端，將開(kāi)關(guān)S14撥向左端，在J52處可觀察到檢波器不加高頻濾波的現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出實(shí)測(cè)MC 1496各引腳的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。 2畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m30