高频实验报告_振幅调制和振幅解调器

用模拟乘法器构成同步检波电路：
（2）实验电路：
1、调幅器实验电路：
1 1
2 14
3 1
1
8T P01
8R0 1
8P01
8R1 5
载波输入
8T P02
8C0 2
VCC IN2
8P02
8C0 3
音频输入
8R0 6
1 8K0 1 2
3
8R0 4 8W 0 1
8C0 1 8W 0 2
8R0 5
8R0 2
+1 2V1 8R1 3
波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器 8W01 使此时输出（8TP03） 的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。
3）DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察 （1）DSB 信号波形观察 将 高 频信 号源 输出 的载 波接 入 载波 输入 端（ 8P01 ）， 低 频调 制信 号接 入音 频输 入端 （8P02）。示波器 CH1 接调制信号（可用带“钩”的探头接到 8TP02 上），示波器 CH2 接调 幅输出端（8TP03），即可观察到调制信号及其对应的 DSB 信号波形。其波形如图所示，如 果观察到的 DSB 波形不对称，应微调 8W01 电位器。
8W 0 3
8D0 2
8R1 4 8C0 7
-12 V1
2、解调器的实验电路：
2 14 1
3
9 C 03
9 TP 0 1
1
9 P0 1
9 C 01
载波输入
9 TP 0 2 9P02 9C02
9 R 02
1
调幅输入
9 R 03
9 R 07
9 R 04 9 R 01
8
10
1
9 R 08
4
9 R 09
9 U01
实验 4 振幅调制和振幅解调器
实验名称
振幅调制和振 幅解调器
所属课程
高频电子 线路
成绩评定
电子信息工程专业电子班
实验桌编号
17
实验日期 2014 年 12 月 13 日
指导教师
***
学生姓名
**
学 号 *******
一、实验目的：
1．通过实验了解振幅调制的工作原理。 2．掌握用 MC1496 来实现 AM 和 DSB 的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。 3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。 4．掌握用包络检波器实现 AM 波解调的方法。了解滤波电容数值对 AM 波解调影响； 5．理解包络检波器只能解调 m≤100％的 AM 波，而不能解调 m＞100％的 AM 波以及 DSB 波的 概念； 6．掌握用 MC1496 模拟乘法器组成的同步检波器来实现 AM 波和 DSB 波解调的方法； 7．理解同步检波器能解调各种 AM 波以及 DSB 波的概念。
1．双踪示波器一台 2．万用表一块 3．调试工具一套 4．频率计一台 5. 高频实验箱一套
四、实验内容与测试数据（实验步骤、程序、调试方法、中间结果、
异常或错误处理等）
（1）实验步骤：
1、振幅调制 1）实验准备 （1）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，按 下模块上开关 8K1，此时电源指标灯点亮。 （2）调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）： • 频率范围：1kHz • 波形选择：正弦波 • 输出峰-峰值：300mV （3）载波源：采用高频信号源： • 工作频率：2MHz 用频率计测量（也可采用其它频率）； • 输出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器观测。 2）输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整） （1）载波输入端输入失调电压调节
8R0 8
8C0 4
GADJ
8
CAR+
10
CAR-
8U0 1 GADJ
OUT +
6
8R1 0
8R0 3 8C0 5
8R1 1
1
SIG+
OUT -
12
4
SIG-
BIAS
5
VE E
MC1 49 6 8R0 9
6. 8 k
GND8
8Q0 1 8R1 2
8D0 1 LED
8T P03
8C0 6
8P03
OUT OUT
1 AU U m cm cos(c )t cos(c )t
2
双边带调幅的调制信号及调幅波：
DSB 的频谱图：
双边带调幅的调制信号及调幅波
DSB 调制信号的特点： a.DSB 信号的幅值仍随调制信号而变化，但与普通调幅波不同，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 f (t) 0 瞬间有 180°
二、实验原理（实验原理、设计思想、系统结构、实验电路）
（1）实验原理：
1、振幅调制实验原理：
振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使载波的振幅随调制信号成
正比地变化。经过振幅调制的高频载波称为振幅调制波（简称调幅波）。调幅波有普通调幅
波（AM）、抑制载波的双边带调幅波（DSB）和抑制载波的单边带调幅波（SSB）三种。
（3）DSB 信号波形与载波波形的相位比较 在实验 3（2）的基础上，将示波器 CH1 改接 8TP01 点，把调制器的输入载波波形与输 出 DSB 波形的相位进行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半 周期间，两者反相。
4）SSB（单边带调制）波形观察 将载波频率为104KHZ，幅度300mv的正弦波接入载波输入端（8P01），将频率为6KHZ， 幅度300mv的正弦波接入音频输入端（8P02）。按照DSB的调试方法得到DSB波形。将调幅输 出（8P03）连接到滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器输入端（15P05），用示波器测量带 通滤波器输出（15P06），即可观察到SSB信号波形。
普通调幅波（AM）
调幅波的表达式：UAM(t) UAM(t) cosct Ucm(1 ma cos t) cosct
调幅波的波形：
ma ka U m Ucm
调幅波的频谱：
调幅波的波形
普通调幅波的频谱图
多频调制调幅波的频谱图 抑制载波双边带调幅（DSB） 双边带调幅信号的表达式：
uDSB(t) Auuc AU m cos tUcm cosct
9 P0 3
9 C 05 9 C 09
VCC
GND
VCC +12 V
GND 1 2V
+12 V
-1 2 V
GND9
9 K1 +12 V
+12 V1
9 L0 2
9 C 13
9 R 13
9 Biblioteka Baidu 11
9 TP 0 4
9 Q01
9 01 8
1
9 C 12
9 P0 4
9 C 10 9 R 14
三、实验器材（实验所需的主要仪器及型号、材料及特殊环境要求）
5）AM（常规调幅）波形测量 （1）AM正常波形观测 在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“on”（往上拨），即转为正常调幅 状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度200mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1 接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图所示。
（2）不对称调制度的 AM 波形观察 在 AM 正常波形调整的基础上，改变 8W02，可观察到调制度不对称的情形。最后仍调到 调制度对称的情形。下图为用示波器测出的不对称调幅波波形如图。
（3）过调制时的 AM 波形观察 在上述实验的基础上，即载波 2MHZ（幅度 200mv），音频调制信号 1KHZ（幅度 300mv），
M=30% 的 AM 波 的 解调
③ 观察对角切割失真 保持以上输出，调节直流负载（调 10W01），使输出产生对角失真，如果失真不明显可
以加大调幅度（即调整 8W03），画出其波形，并记算此时的 ma 值。
对角切割 失真波形
A=2.72V，B=360mV,则： ma =77.33%
④观察底部切割失真 当交流负载未接入前，先调节 10W01 使解调信号不失真。然后接通交流负载（10K01 至 “on”，10K02 至左侧），示波器 CH2 接 10TP03。调节交流负载的大小（调 10W02），使解 调信号出现割底失真，如果失真不明显，可加大调幅度（即增大音频调制信号幅度）画出其
2、振幅解调器的基本工作原理：
振幅调制的解调被称为检波，其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。由于普通调 幅波的包络反映了调制信号的变化规律，因此常用非相干解调方法。非相干解调有两种方式， 即小信号平方律检波和大信号包络检波。
大信号检波电路图：
V
Uo(t) C
Ui(t)
RL
大信号检波原理：
对角线失真原理图： 割底失真波形图：
GADJ
GADJ
CAR+
CAR-
OUT+ 6
SIG+
OUT- 12
SIG-
BIAS 5
VEE MC 1 49 6
9R9 9 R 05 9 R 10
9 R 06 OUT12
9 C 04
GND
+12 V1 9 R 12
9 D01
LED
9 TP 0 3
音频输出
9 C 08
OUT12
9 L0 1
1
9 C 06
1．选择好需做实验的模块：集成乘法器幅度调制电路、二极管检波器、集成乘法器幅
度解调电路。
2．接通实验板的电源开关，使相应电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。
2）二极管包络检波
A.AM 波的解调
（1） ma 30% 的 AM 波的解调
① AM 波的获得 与振幅调制实验步骤中的二、4．⑴中的实验内容相同，低频信号或函数发生器作为调 制信号源（输出 300mVp-p 的 1kHz 正弦波），以高频信号源作为载波源（输出 200mVp-p 的 2MHz
（2）DSB 信号反相点观察 将载波频率降低为 100KHZ（如果是 DDS 高频信号源可直接调至 100KHZ；如果是其它信 号源，需另配 100KHZ 的函数发生器），幅度仍为 200mv。调制信号仍为 1KHZ（幅度 300mv）。 增大示波器 X 轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的 DSB 信号，过零点时刻的 波形应该反相，如图所示。
6）调制度 Ma 的测试 将被测的调幅信号加到示波器 CH1 或 CH2，并使其同步。调节时间旋钮使荧光屏显示几 个周期的调幅波波形，如图所示。根据 Ma 的定义，测出 A、B，即可得到 Ma。
A=2.66V
B=340mV
则： ma
A B 100% A B
=77.33%
2、振幅解调器：
1)实验准备
把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信 号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形，调节电位器 8W02，使此时输出 端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。
（2）调制输入端输入失调电压调节 把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示
的突变。
c.对 DSB 调制，信号仍集中在载频c 附近，所占频带为 BDSB 2F max 。
抑制载波单边带调幅（SSB） 单边带调幅信号的数学模型：
表达式：下边带信号： uSSBL(t) 1 AU U m cm cos(c )t 2
上边带信号： uSSBH (t) 1 AU U m cm cos(c )t 2
正弦波），调节 8W03，便可从幅度调制电路单元上输出 ma 30% 的 AM 波，其输出幅度（峰
-峰值）至少应为 0.8V。
M=30% 的 AM 波
② AM 波的包络检波器解调 先断开检波器交流负载（10K01=off），把上面得到的 AM 波加到包络检波器输入端 （10P01），即可用示波器在 10TP02 观察到包络检波器的输出，并记录输出波形。为了更好 地观察包络检波器的解调性能，可将示波器 CH1 接包络检波器的输入 10TP01，而将示波器 CH2 接包络检波器的输出 10TP02（下同）。调节直流负载的大小（调 10W01），使输出得到 一个不失真的解调信号，画出波形。
示波器 CH1 接 8TP02、CH2 接 8TP03。调整 8W03 使调制度为 100%，然后增大音频调制信号的 幅度，可以观察到过调制时 AM 波形，并与调制信号波形作比较。如下图为调制度为 100%和 过调制的 AM 波形：
调制度为 100%的 AM 波形
过调制 AM 波形 （4）增大载波幅度时的调幅波观察 保持调制信号输入不变，逐步增大载波幅度，并观察输出已调波。可以发现：当载波幅 度增大到某值时，已调波形开始有失真；而当载波幅度继续增大时，已调波形包络出现模糊。 最后把载波幅度复原（200mv）。 （5）调制信号为三角波和方波时的调幅波观察 保持载波源输出不变，但把调制信号源输出的调制信号改为三角波（峰—峰值 200mv） 或方波（200mv），并改变其频率，观察已调波形的变化，调整 8W03，观察输出波形调制度 的变化。下图为调制信号为三角波时的调幅波形：