实验四幅度调制及调幅波的解调

实验四幅度调制及调幅波的解调

2014141049 14电子郑敏诺

一、实验目的

1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并研究

已调波与二输入信号的关系。

2.掌握测量调幅系数的方法。

3.了解调幅波的解调方法，掌握用集成电路实现同步检波的方法。

4.了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真；掌握二极管包络检波法。

5.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

三、实验仪器

1.模拟双踪示波器 CS－4135A 一台

2.DDS函数信号发生器 DG1022 一台

3.数字万用表 VC88E 一台

4.实验电路板 G3 一块

四、实验原理及电路说明

（一）利用集成模拟乘法器实现幅度调制

幅度调制就是载波的振幅受调制信号

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，图4-1 1496芯片内部电路图

低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。

本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，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、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电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚⑹、⑿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R P1用来调节引出脚①、

④之间的平衡，R P2用来调节⑧、⑩脚之间的平衡，三极管V为射极跟随器，以提高调

幅器带负载的能力。

图4-2 1496构成的调幅器

根据相乘器的原理，当载波信号为：V C ( t ) ＝V C Sinωc ( t ) (1)

调制信号为：V S ( t ) ＝V S SinΩ( t ) (2)并假定两信号输入端均处于平衡状态，那么其输出信号为；

V o (t) = kV C (t)·V S ( t ) = kV S·V C Sinωc t·SinΩt

= 1

2

kV S·V C[cos(ωc－Ω)t－cos(ωc＋Ω)t] (3)

式中k为相乘器的乘法因子，可用实验测得，本实验中k＝70。从(3)式不难看出，该输出信号中只含有两边频分量而不含载频分量，因此它是一个抑制载波的双边带调幅信号。

如果调制信号输入端不平衡，即V①④≠0 ，那么加在引出脚①、④之间的信号为：V's (t) = V①④＋V s(t) = V①④＋V s SinΩ t (4)

于是输出信号就为：

V o (t) = kV C (t)·V'S ( t ) = kV C Sinωc t (V①④＋V s SinΩ t)

= kV C V①④(1＋m SinΩ t)·Sinωc t (5)

式中：m

V

V

S

=

①④

(6)

为调幅系数理论计算公式。

由(5)式可以看出，这是一个全载波调幅信号，它含有三个频率分量，即载频及两个边频分量。

由此可见，当相乘器的调制信号输入端不平衡时，相当于在平衡的调制信号输入端垫上一个直流电压，此时若在载波信号输入端加上一个高频信号，即可实现全载波调幅，其调幅系数由调制信号的振幅V s及直流电压V①④的大小决定，若改变V s或V①④均可达到改变调幅系数的目的。

调幅波调幅系数m的大小可以由(6)式来计算，也可以用示波器来测量，如图4－3所

示，若测得调幅波的峰—峰值为E

1，其谷—谷值为E

2

，则：%

100

2

1

2

1⨯

+

-

=

E

E

E

E

m

（7）

图 4－3 调幅系数m的测量

（二）调幅波的解调电路

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波法（非相干解调）和同步检波法（相干解调）。

1. 二极管包络检波器

适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现的特点。实验电路如图4－4所示，主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它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时间常数选择很重要，RC时间常数过大, 则会产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。

综合考虑要求满足下式: m m RC f Ω-<<<<2

011 图中A 对输入的调幅波进行幅度放大（满足大信号的要求），D 是检波二极管，

R4、C2、C3滤掉残余的高频分量，R5、和R P1是可调检波直流负载，C5、R6、R P2

是可调检波交流负载，改变R P1和R P2可观察负载对检波效率和波形的影响。

2.同步检波器

利用一个和调幅信号

的载波同频同相的载波信

号与调幅波相乘，再通过低

通滤波器滤除高频分量而

获得调制信号。实验电路如

图4－5所示，采用1496集

成电路构成解调器，载波信

号V C 经过电容C1加在⑧、

⑩脚之间，调幅信号V AM

经电容C2加在①、④脚之

间，相乘后信号由(12)脚输

出，经C4、C5、R6组成的

低通滤波器，在解调输出

端，提取调制信号。

图4－5 1496构成的解调

器

五、实验注意事项

1． +12V 和-8V 的电源不要接错。模拟示波器探头设置在1X 位置！

2． 做调幅实验时，从示波器上读取输入信号的幅度，一定要在信号发生器接入电路以后

再从电路的输入端读数，此时信号源的输出称为带负载输出，因此用示波器从电路输

入端读到的电压值要比信号发生器上所显示的输出电压值要小。

3． 本实验提供的信号幅度值是信号的峰值，而不是峰—峰值，读数时注意不要读错。

六、实验内容及步骤

实验电路见图4-2。连接好+12V 和-8V 电源，然后打开电源开关。

输入端说明：电路板左边IN1是载波信号输入端，R P 2电位器用于调节载波的直流分量，

图4－4 二极管包络检波器

其中: m 为调幅系数，f O 为载波频率，Ω为调制信号角频率。