东南大学_通电实验_实验7振幅调制与解调电路实验

实验三振幅调制与解调电路实验

一实验目的

1、通过实验加深理解振幅调制的基本概念、调幅波的性质及其特点;

2、通过实验掌握振幅调制的模型,电路结构,理解利用模拟双差分乘法器实现幅度调制的工

作原理;

3、通过实验加深理解大信号包络检波的基本概念及基本原理;

4、通过实验掌握包络检波电路的基本构成,各元件参数的取值对检波的影响;

二实验仪器

示波器(带宽大于40MHz) 1 台

万用表 1 只

双路直流稳压电源 1 台

信号发生器 2 台

频谱仪 1 台

调幅电路模型

利用双差分对乘法器可实现幅度调制,调幅电路组成模型如图3、1 所示:

V f (t)

(t) (t)模拟乘法器实现基本原理

单平衡乘法器原理电路图如图3、2 所示,在T1 与T2 基极送入本掁信号,射频信号由T3 基极送入,当 VY幅度足够大时,差分放大器已进入限幅工作状态,输出工作状态近似于同

i

c

i

c

T1

T

T3

周期性的方波,此时的双曲函数趋向于双开关函数,实现了乘法功能。

利用双差分对乘法器可实现信号相乘,MC1496 就是含双差分对的乘法器,其电路结构如图2、4 所示:

2 脚与

3 脚间的反馈电阻可增加射频电压的线性范围,第 5 与第 1

4 脚间电压恒定,第

5 脚接两个三极管的基极,这两个三极管为恒流源。

MC1496 的引脚功能图:

由 MC1496 构成的调幅电路如图 3、6 所示:

包络检波的基本原理

包络检波就是从标准调幅波中还原出调制信号的过程,通常包络检波电路采用二极管与 RC 网络组成,如图 3、8 所示。当输入 AM 波的幅度足够大时,经过二极管后 AM 信号的负半周被削去,经 RC 网络滤波就可恢复出基带信号。它就是利用充电时间常数远远大于放电时间常数的原理,解调出包络信号,AM 解调过程如图 3、9 所示。

四实验步骤

(1)打开实验箱调幅与解调部份供电电源;

(2)测量MC1496 各引脚直流电位,估算片内各三极管工作状态,注意不要让使其引

脚短路。

(3)在P10 端输入信号f C =2MHz,Vpp=400mV 正弦单音信号作为载频信号,该信号

可用智能测试仪的高频信号输出端口产生。

(4)在P11 端输入信号f M =2KHz, Vpp=400mV 正弦单音信号作为调制(基带)信号,

该信号可用信号发生器产生(也可以用实验箱DDS 的功能5 产生,DDS 信号输出端

为P24)。

(5)示波器通道衰减打到X10 档;

(6)分别用示波器与频谱仪观察P13 端振幅调制信号。

(7)分别改变载波与基带信号频率及幅度,观察已调信号波形。

(8)用信号发生器产生调幅信号,载频为2MHz,调制信号为2KHz,调制度在60%左

右,调幅波信号峰峰值大于700mV,输入到调幅解调电路的P14 输入信号端。

(9)用示波器观察AM 解调输出端P17 的波形,分别改变载频、基带信号频率、幅度

及调制度,观察波形失真情况。

(10)改变图 3、3、8 中包络检波器中放电时间常数(RL 值),即接通与断开开关LJQ2, 观察对解调波形的影响。 二、实验结果

(2)根据所测电压,分析并判断调幅集成电路内主要晶体管的工作状态。

5脚、14脚所接的三极管作为恒流源正常工作,1脚、4脚所接三极管导通,其余四只差分对三极管未导通。

(3)当 f C =2MHz, Vpp=400mV 正弦单音信号,f M = 2KHz, Vpp=400mV 正弦单音信号时,测量调幅波形,从所测波形上计算调制数。

PIN 1

2

3

4

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

V -0、47 -1、15 -0、734 0

-6、09 8、07 0 5、44 0、020 5、44 0、020 8、09 0、020 -7、18

(4)写出此调幅信号的数学表达式,并计算此调幅波所占带宽。 此调幅信号的数学表达式

为:)(108cos )104cos 5.01(200

)(63mV t t t V O ⨯⨯+=ππ 此调幅波所占带宽为:324102w

f Hz ωπ

∆=

=⨯ (5)实验步骤(3)与(4)中分别改变载波与基带信号幅度时,哪一个对已调信号波形的影响大些,为什么？

答:从实验中可见已调信号的振幅就是周期变化的,主要受基带信号振幅的影响,基带信号幅度对已调波形影响较大。 分析:

引脚2 与引脚 3 间的反馈电阻可增加射频电压的线性范围,引脚 5 与引脚14间电压恒定,引脚 5 接T7、T8的基极,这两个三极管为恒流源。

从MC1496的原理图,可以瞧出晶体管T1~T4组成双差分放大器,T5、T6组成单差分放大器,用以激励晶体管T1~T4,晶体管T7、T8为恒流电路。当两个输入电压相等时,乘法器的线性动态范围较小,在引脚2与引脚3之间外接电阻R E ,可扩大输入的线性动态范围。

基带信号加载到引脚1与引脚4之间,T5、T6将基带信号电流放大,载波信号加载到引脚8与引脚10之间,若三极管T1~T4的放大倍数均为β,则5152c B B

I I I ββ==,可见T5的基极

电流变化对结果的影响较大。