振幅调制与解调.doc

实验四 振幅调制与解调

一、实验目的：
    1.通过实验掌握调幅与检波的工作原理。掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波系统的电路连接方法。
2.通过实验掌握集成模拟乘法器的使用方法。
3.掌握二极管峰值包络检波的原理。
4. 掌握调幅系数测量与计算的方法。

二、实验内容：
    1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
    2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
3．实现抑止载波的双边带调幅波。
4．完成普通调幅波的解调
    5．观察抑制载波的双边带调幅波的解调
    6．观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波的现象。

三、基本原理 ：
    幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。调幅波的解调是调幅的逆过程，即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波。调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器，同步检波器。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。
    在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图4－1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1—V4组成，以反极性方式相连接；而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器  V5与  V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在  V1—V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接 1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，己调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚（6）、（12）之间）输出。

    用1496集成电路构成的调幅器电路图如图4—2所示，图中VR8 用来调节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V,-9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。

本实验中用二极管包络检波器完成检波。二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号，它具有电路简单，易于实现的优点。实验电路如图4—3所示，主要由二极管D7及RC低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波．所以RC时间常数的选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC常数太小，高频分量会滤不干净．综合考虑要求满足下式:

  其中：m为调幅系数，Ωmax为调制信号最高角频率。
    当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻RΩ不相等，而且调幅度ma又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰切割
失真应满足 。            

                  图4—3  包络检波电路

四、实验步骤：
    1．静态工作点调测：使调制信号VΩ＝0，载波Vc＝0（短路块J11、J17开路），调节VR7、VR8使各引脚偏置电压接近下列参考值：
    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与电位器VR8组成平衡调节电路，改变VR8可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。
    2．抑止载波振幅调制：J12端输入载波信号Vc(t)，其频率fc＝10MHZ，峰-峰值Ucp－p＝100－300mV。J16端输入调制信号VΩ(t)，其频率fΩ＝1KHZ，先使峰-峰值UΩp－p＝0，调节VR8，使输出Vo=0（此时U4＝U1），再逐渐增加UΩp－p，则输出信号  V。（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图  4—4（a）所示的抑止载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚①和④分别接电阻R43和R49可以较好地抑止载波漏信号和改善温度性能。
    3．全载波振幅调制m＝(Um max—Um min)/（Um max+Um min），J12端输人载波信号 Vc(t)，fc=10MHz,Ucp-p=100~300mV,调节平衡电位器 VR8，使输出信号 Vo(t)中有载波输出（此时U1与U4不相等）。再从J16 端输入调制信号，其fΩ=1KHZ，当UΩp-p由零逐渐增大时，则输出信号Vo（t）的幅度发生变化，最后出现如图4- 4(b）所示的有载波调幅信号的波形，记下  AM波对应  Ummax和  Ummin，并计算调幅度m。
  4．加大VΩ，观察波形变化，画出过调制波形并记下对应的VΩ、Vc值进行分析。
    附：调制信号VΩ可以用外加信号源，也可直接采用实验箱上的低频信号源。
将示波器接入J22处，（此时J17短路块应断开）调节电位器VR3，使其输出1KHz不失真信号，改变  VR9可以改变输出信号幅度的大小。将短路块刀J17短接，示波器接入J19处，调节VR9改变输入VΩ的大小。

         图4—4（a）抑止载波的调幅波形          图4—4（b）普通调幅波形
    5．解调全载波调幅信号
      （1）m＜30％的调幅波检波：
    从J45（ZF.IN）处输入455KHZ，0.1V,m＜30％的已调波，短路环J46连通，调整CP6 中周，使J51（JB.IN）处输出 0.5V～1V 己调幅信号。将开关S13 拨向左端，S14，S15，S16均拨向右端，将示波器接入J52(JB．OUT)，观察输出波形．
      （2）加大调制信号幅度，使 m=100％，观察记录检波输出波形．
    6．观察对角切割失真：
    保持以上输出，将开关S15拨向左端，检波负载电阻由3.3KΩ变为100KΩ，在J52处用示波器观察波形，并记录与上述波形进行比较．
    7．观察底部切割失真：
    将开关S16拨向左端，S15也拨向左端，在J52处观察波形并记录与正常解调波形进行比较。
    8．将开关S15，S16还原到右端，将开关S14拨向左端，在J52处可观察到检波器不加高频滤波的现象。

五、实验报告要求
    1．整理实验数据，写出实测MC 1496各引脚的实测数据。
    2．画出调幅实验中m＝30％、m＝100％、m＞100％的调幅波形，分析过调幅的原因。
    3．画出当改变VR8 时能得到几种调幅波形，分析其原因。
    4．画出100％调幅波形及抑止载波双边带调幅波形，比较两者区别。

6．画出观察到的对角切割失真和负峰切割失真波形以及检波器不加高频滤波的现象。并进行分析说明