高频实验五 模拟乘法器幅度调制实验报告

实验五 模拟乘法器幅度调制实验

实验六 调幅波同步解调实验

实验五 模拟乘法器幅度调制实验 一．实验目的

1. 通过实验了解集成模拟乘法器MC1496的典型应用电路工作原理，通过调整外部电路的元件参数，得到AM 波和DSB-SC 波。

2. 通过实验，验证普通调幅波（AM ）和抑制载波双边带调幅波（AM SC DSB -/）的相关理论，并研究调制信号、载波信号与已调波之间的关系。

3.掌握在示波器上观察调幅波和测量调幅指数的方法。 二、实验使用仪器

1．集成模拟乘法调幅实验板 2．100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4.低频双通道信号源 5.高频信号源

三、实验基本原理与电路 1.调幅信号的分析

(一) 普通调幅波（AM ）（表达式、波形、频谱、功率）

(1)．普通调幅波（AM ）的数学表达式、波形 设调制信号为单一频率的余弦波： t U u m Ω=ΩΩcos ,

载波信号为 ：t U u c cm c ωcos = 普通调幅波（AM ）的表达式为：

AM u =t t U c AM ωcos )()cos 1(t m U a cm Ω+=t c ωcos

式中，a m 称为调幅系数或调幅指数。

由于调幅系数a m 与调制电压的振幅成正比，即m U Ω越大，a m 越大，调幅波包络的变化速度越大。

一般a m 小于或等于1。如果a m >1，调幅波产生失真，这种情况称为过调幅。

未调制状态调制状态

图5-1 调幅波的波形

（2）. 普通调幅波（AM ）的频谱 普通调幅波（AM ）的表达式展开得：

t U m t U m t U u c cm a c cm a c cm AM )cos(2

1)cos(21cos Ω-+Ω++

=ωωω （5-2） 它由三个高频分量组成。将这三个频率分量用图画出，便可得到图5-2所示的频谱图，在这个图上调幅波的每一个正弦分量用一个线段表示，线段的长度代表其幅度，线段在横轴上的位置代表其频率。

图1-2 普通调幅波的频谱图

调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。在单频调制时，其调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍，即F B 2=

(二) 抑制载波双边带调幅（AM SC DSB -/）

由以上讨论可以看出AM SC DSB -/调制信号有如下的特点：

（a ）AM SC DSB -/信号的幅值仍随调制信号而变化，但与普通调幅波不同，AM SC DSB -/的包络不再反映调制信号的形状，仍保持调幅波频谱搬移的特征。

（b ）在调制信号的正负半周，载波的相位反相，即高频振荡的相位在0)(=t f 瞬间有0180的突变。

（3）AM SC DSB -/调制，信号仍集中在载频0ω附近，所占频带为

max 2F B DSB =

由于AM SC DSB -/调制抑制了载波，输出功率是有用信号，它比普通调幅经济。但在频带利用率上没有什么改进。

图5-3 双边带调幅的调制信号、调幅波 图5-4双边带调幅波的频谱图 3.实验电路

集成乘法器幅度调制实验电路如图5-8。 电路原理：

电阻1R 是负反馈电阻，扩展输入电压y u 的线性动态范围，这里1R =1K ，电阻10R ，11R 为芯片MC1496的8，10两个引脚（即内部晶体管1V 、2V ，3V 、4V 的基极）提供合适的直流偏置电压，在这里10R =11R =1K ，因此静态时8106V V V ==， 电容3C =0.1uF ，作用是直流去耦。载波信号从TP1处加入，然后经过8，10两个引脚差分输入到芯片中。电容1C 是载波信号的输入隔直电容，电容5C 是隔直电容，滑动变阻器1RW 用来平衡载波信号，使输出调幅波上下对称。

输出信号从引脚6单端输出，电阻23,R R 是输出的集电极偏置电阻，静态时，

6031202cc cc V V I R V V I R =-⋅=-⋅ ，，在这里23==3.4R R K Ω。因此静态时， 6128.6V V V ==，电阻4R =6.8K Ω，调制信号从TP2处输入，电容2C 是调制信号

的输入隔直电容，改变滑动变阻器2RW 中间抽头的位置，可以调整14,V V 的直流偏置电压，当14,V V 之间有直流电压差时，就可以得到普通的调幅波，改变直流

电压差时，调幅指数也会随之变化，实验时可观察该现象。

电阻56,R R 是调制信号的输入电阻，可适当的取大一些，从而获得较大的调制信号输入幅度。

负电源电压-12V ,经过稳压管得到-8V 的直流电压，给芯片的负电源（14脚）供电。晶体管构成射极跟随器，输出的调幅信号经过射极跟随后从TP5处输出，电容7C 是输出隔直电容，调整滑动变阻器3RW 的抽头位置，可改变输出调幅波的幅度。

图5-8 MC1496构成集成乘法器幅度调制实验电路

四、实验内容

1．模拟乘法器的外部电路参数调节，并测量静态时芯片各引脚的直流电压。 2．普通调幅波（AM ）的产生，调幅系数ma 的测量与调整。 3．抑制载波的双边带调幅波（DSB/SC-AM ）的产生与观测。 五、实验步骤

1．模拟乘法器外部电路的调整

⑴ 在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源

开关电源指标灯点亮。

⑵ 信号源参数调节如下（示波器监测）：

调制信号源：频率范围：1kHz，波形选择：正弦波，输出峰-峰值：500mV。

载波信号源：工作频率6-10.7MHz，输出幅度（峰-峰值）500mV，用示波器观测。

⑶调整步骤（进行平衡调节和载漏调节，此步可省）：

在TP1端加入载波信号，（TP2端调制信号暂不加），TP1点监测幅度。调节RW2使OUT端输出电压幅度最小。

在TP2端加入调制信号，（载波信号暂不加），TP2点监测幅度。调节RW1使输出电压幅度最小。反复进行上述调整，使OUT端输出电压幅度达到最小。