通信電子電路實驗指導書

1、實驗一 高頻小信號調(diào)諧放大器實驗一、 實驗目的1、 掌握小信號調(diào)諧放大器的基本工作原理；2、 掌握諧振放大器電壓增益、通頻帶及選擇性的定義、測試及計算；3、 了解高頻小信號放大器動態(tài)范圍的測試方法；二、 實驗內(nèi)容1、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的靜態(tài)工作電2、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的增益3、 測量單調(diào)諧、雙調(diào)諧小信號放大器的通頻帶三、 實驗儀器1、 信號源模塊 1塊2、 頻率計模塊 1塊3、 2 號板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺5、 萬用表 1塊6、 掃頻儀（可選） 1臺四、 實驗原理（一）單調(diào)諧放大器小信號諧振放大器是通信機接收端的前端電路，主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放

2、大。其實驗單元電路如圖1-1所示。該電路由晶體管Q1、選頻回路T1二部分組成。它不僅對高頻小信號進行放大，而且還有一定的選頻作用。本實驗中輸入信號的頻率fS10.7MHz?；鶚O偏置電阻W3、R22、R4和射極電阻R5決定晶體管的靜態(tài)工作點。調(diào)節(jié)可變電阻W3改變基極偏置電阻將改變晶體管的靜態(tài)工作點，從而可以改變放大器的增益。表征高頻小信號調(diào)諧放大器的主要性能指標有諧振頻率f0，諧振電壓放大倍數(shù)Av0，放大器的通頻帶BW及選擇性（通常用矩形系數(shù)Kr0.1來表示）等。圖1-1 單調(diào)諧小信號放大電路放大器各項性能指標及測量方法如下：1、諧振頻率放大器的調(diào)諧回路諧振時所對應的頻率f0稱為放大器的諧振頻率

3、，對于圖1-1所示電路（也是以下各項指標所對應電路），f0的表達式為 式中，L為調(diào)諧回路電感線圈的電感量；為調(diào)諧回路的總電容，的表達式為 式中， Coe為晶體管的輸出電容；Cie為晶體管的輸入電容；P1為初級線圈抽頭系數(shù)；P2為次級線圈抽頭系數(shù)。諧振頻率f0的測量方法是：用掃頻儀作為測量儀器，測出電路的幅頻特性曲線，調(diào)變壓器T的磁芯，使電壓諧振曲線的峰值出現(xiàn)在規(guī)定的諧振頻率點f0。2、電壓放大倍數(shù)放大器的諧振回路諧振時，所對應的電壓放大倍數(shù)AV0稱為調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)。AV0的表達式為 式中，為諧振回路諧振時的總電導。要注意的是yfe本身也是一個復數(shù)，所以諧振時輸出電壓V0與輸入電壓Vi

4、相位差不是180º 而是為180º+fe。AV0的測量方法是：在諧振回路已處于諧振狀態(tài)時，用高頻電壓表測量圖1-1中輸出信號V0及輸入信號Vi的大小，則電壓放大倍數(shù)AV0由下式計算： AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、通頻帶由于諧振回路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習慣上稱電壓放大倍數(shù)AV下降到諧振電壓放大倍數(shù)AV0的0.707倍時所對應的頻率偏移稱為放大器的通頻帶BW，其表達式為BW = 2f0.7 = f0/QL 式中，QL為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)AV

5、0與通頻帶BW的關系為 上式說明，當晶體管選定即yfe確定，且回路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)AV0與通頻帶BW的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。通頻帶BW的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量方法可以是掃頻法，也可以是逐點法。逐點法的測量步驟是：先調(diào)諧放大器的諧振回路使其諧振，記下此時的諧振頻率f0及電壓放大倍數(shù)AV0然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓VS不變），并測出對應的電壓放大倍數(shù)AV0。由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的諧振曲線如圖1-2所示。 0.7 BW 0.1 2f0.1圖1-2 諧振曲線可得： 通頻帶越

6、寬放大器的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻寬，同時又能提高放大器的電壓增益，除了選用yfe較大的晶體管外，還應盡量減小調(diào)諧回路的總電容量C。如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱信號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。（二）雙調(diào)諧放大器為了克服單調(diào)諧回路放大器的選擇性差、通頻帶與增益之間矛盾較大的缺點，可采用雙調(diào)諧回路放大器。雙調(diào)諧回路放大器具有頻帶寬、選擇性好的優(yōu)點，并能較好地解決增益與通頻帶之間的矛盾，從而在通信接收設備中廣泛應用。在雙調(diào)諧放大器中，被放大后的信號通過互感耦合回路加到下級放大器的輸入端，若耦合回路初、次級本身的損耗很小，則均可被忽略。 1、電壓增益

7、為2、通頻帶為弱耦合時，諧振曲線為單峰；為強耦合時，諧振曲線出現(xiàn)雙峰；臨界耦合時，雙調(diào)諧放大其的通頻帶BW = 2f0.7 = fo/QL圖1-3 雙調(diào)諧小信號放大五、 實驗步驟（一）單調(diào)諧小信號放大器單元電路實驗1、根據(jù)電路原理圖熟悉實驗板電路，并在電路板上找出與原理圖相對應的的各測試點及可調(diào)器件（具體指出）。2、打開小信號調(diào)諧放大器的電源開關，并觀察工作指示燈是否點亮，紅燈為+12V電源指示燈，綠燈為-12V電源指示燈。(以后實驗步驟中不再強調(diào)打開實驗模塊電源開關步驟)3、調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點：在不加輸入信號時用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻R4和R5兩端的電壓（即VBQ與VEQ），調(diào)

8、整可調(diào)電阻W3，使VEQ1.6V，記下此時的VBQ，并計算出此時的IEQVEQ /R5（R5=470）4、關閉電源，按下表所示搭建好測試電路。（連線框圖如圖1-4所示）圖1-4 單調(diào)諧小信號放大連線框圖注：圖中符號表示高頻連接線源端口目的端口連線說明信號源：RF1（Vp-p =200mV f=10.7M）2號板：J4射頻信號輸入信號源：RF2頻率計：RF IN頻率計實時觀察輸入頻率5、按下信號源、頻率計和2號板的電源開關，調(diào)節(jié)信號源“RF幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使在TH1處輸出信號峰-峰值約為200mV（示波器探頭用x10檔測量）頻率為10.7 MHz的高頻信號。測量諧振頻率將示波器探頭連接

9、在調(diào)諧放大器的輸出端即TH2上，調(diào)節(jié)示波器直到能觀察到輸出信號的波形，再調(diào)節(jié)中周磁芯使示波器上的信號幅度最大，此時放大器即被調(diào)諧到輸入信號的頻率點上。測量電壓增益Av0在調(diào)諧放大器對輸入信號已經(jīng)諧振的情況下，用示波器探頭在TH1和TH2分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，則Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。測量放大器通頻帶調(diào)節(jié)放大器輸入信號的頻率，使信號頻率在諧振頻率附近變化（以20KHz為步進間隔來變化），并用示波器觀測各頻率點的輸出信號的幅度，在如下的“幅度頻率”坐標軸上標示出放大器的通頻帶特性。頻率輸出幅度 （二）雙調(diào)諧小信號放大器單元電路實驗1、打開雙調(diào)諧小信號調(diào)諧放大器的電源開關，

10、并觀察工作指示燈是否點亮。2、調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點：在不加輸入信號時用萬用表（直流電壓測量檔）測量電阻R15和R16兩端的電壓（即VBQ與VEQ），調(diào)整可調(diào)電阻W4，使VEQ0.4V，記下此時的VBQ，并計算出此時的IEQVEQ /R16（R16=1.5K）3、關閉電源，按下表所示搭建好測試電路。（連線框圖如圖1-5所示）圖1-5 雙調(diào)諧小信號放大連線框圖源端口目的端口連線說明信號源：RF1（Vp-p =500mV f=455K）2號板：J5射頻信號輸入信號源：RF2頻率計：RF IN頻率計實時觀察輸入頻率4、按下信號源、頻率計和2號板的電源開關，調(diào)節(jié)信號源“RF幅度”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，使

11、在TH1處輸出信號峰-峰值約為500mV（示波器探頭用x10檔測量）頻率為455KHz的高頻信號。測量諧振頻率1）將示波器探頭連接在調(diào)諧放大器的輸出端TH6上，調(diào)節(jié)示波器直到能觀察到輸出信號的波形。2）首先調(diào)試放大電路的第一級中周，讓示波器上被測信號幅度盡可能大，然后調(diào)試第二級中周，讓示波器上被測信號的幅度盡可能大。3）重復調(diào)第一級和第二級中周，直到輸出信號的幅度達到最大。這樣，放大器就諧振到輸入信號的頻點上。測量電壓增益Av0在調(diào)諧放大器對輸入信號已經(jīng)諧振的情況下，用示波器探頭在TH6和TH7分別觀測輸入和輸出信號的幅度大小，則Av0即為輸出信號與輸入信號幅度之比。六、 實驗報告要求1、 寫

12、明實驗目的。2、 畫出實驗電路的直流和交流等效電路。3、 計算直流工作點，與實驗實測結(jié)果比較。4、 整理實驗數(shù)據(jù)，并畫出幅頻特性。實驗二 二極管的雙平衡混頻器一、 實驗目的1、 掌握二極管的雙平衡混頻器頻率變換的物理過程。2、 掌握晶體管混頻器頻率變換的物理過程和本振電壓V0和工作電流Ie對中頻轉(zhuǎn)出電壓大小的影響。3、 掌握集成模擬乘法器實現(xiàn)的平衡混頻器頻率變換的物理過程。4、 比較上述三種混頻器對輸入信號幅度與本振電壓幅度的要求。二、 實驗內(nèi)容1、 研究二極管雙平衡混頻器頻率變換過程和此種混頻器的優(yōu)缺點。2、 研究這種混頻器輸出頻譜與本振電壓大小的關系。三、 實驗儀器1、 信號源模塊 1塊2

13、、 頻率計模塊 1塊3、 3 號板 1塊4、 7 號板 1塊5、 雙蹤示波器 1臺四、 實驗原理與電路1、 二極管雙平衡混頻原理圖2-1 二極管雙平衡混頻器二極管雙平衡混頻器的電路圖示見圖2-1。圖中VS為輸入信號電壓，VL 為本機振蕩電壓。在負載RL上產(chǎn)生差頻和合頻，還夾雜有一些其它頻率的無用產(chǎn)物，再接上一個濾波器（圖中未畫出）二極管雙平衡混頻器的最大特點是工作頻率極高，可達微波波段，由于二極管雙平衡混頻器工作于很高的頻段。圖3-1中的變壓器一般為傳輸線變壓器。二極管雙平衡混頻器的基本工作原理是利用二極管伏安特性的非線性。眾所周知，二極管的伏安特性為指數(shù)律，用冪級數(shù)展開為當加到二極管兩端的電

14、壓v為輸入信號VS和本振電壓VL之和時，V2項產(chǎn)生差頻與和頻。其它項產(chǎn)生不需要的頻率分量。由于上式中u的階次越高，系數(shù)越小。因此，對差頻與和頻構(gòu)成干擾最嚴重的是v的一次方項（因其系數(shù)比v2項大一倍）產(chǎn)生的輸入信號頻率分量和本振頻率分量。用兩個二極管構(gòu)成雙平衡混頻器和用單個二極管實現(xiàn)混頻相比，前者能有效的抑制無用產(chǎn)物。雙平衡混頻器的輸出僅包含（pL±S）（p為奇數(shù)）的組合頻率分量，而抵消了L、C以及p為偶數(shù)（pL±S）眾多組合頻率分量。下面我們直觀的從物理方面簡要說明雙平衡混頻器的工作原理及其對頻率為L及S的抑制作用。（a）（b）圖2-2 雙平衡混頻器拆開成兩個單平衡混頻器在

15、實際電路中，本振信號VL遠大于輸入信號VS。在VS變化范圍內(nèi)，二極管的導通與否，完全取決于VL。因而本振信號的極性，決定了哪一對二極管導通。當VL上端為正時，二極管D3和D4導通，D1和D2截止；當 上端為負時，二極管D1和D2導通，D3和D4截止。這樣，將圖3-1所示的雙平衡混頻器拆開成圖2-2（a）和（b）所示的兩個單平衡混頻器。圖3-2（a）是VL上端為負、下端正期間工作；2-2（b）是VL上端為正、下端為負期間工作。由圖2-2（a）和（b）可以看出，VL單獨作用在RL上所產(chǎn)生的L分量，相互抵消，故RL上無L分量。由VS產(chǎn)生的分量在VL上正下負期間，經(jīng)D3產(chǎn)生的分量和經(jīng)D4產(chǎn)生的分量在R

16、L上均是自下經(jīng)上。但在VL下正上負期間，則在RL上均是自上經(jīng)下。即使在VL一個周期內(nèi)，也是互相抵消的。但是VL的大小變化控制二極管電流的大小，從而控制其等效電阻，因此VS在VL瞬時值不同情況下所產(chǎn)生的電流大小不同，正是通過這一非線性特性產(chǎn)生相乘效應，出現(xiàn)差頻與和頻。2、電路說明如圖2-3所示是四只性能一致的二極管組成環(huán)路，具有本振信號VL輸入J5和射頻信號輸VS輸入J2， 它們都通過變壓器將單端輸入變?yōu)槠胶廨斎氩⑦M行阻抗變換，TP6為中頻輸出口，是不平衡輸出。圖2-3 二極管雙平衡混頻在工作時，要求本振信號VL>VS。使4只二級管按照其周期處于開關工作狀態(tài)，可以證明，在負載RL的兩端的輸

17、出電壓（可在TP6處測量）將會有本振信號的奇次諧波（含基波）與信號頻率的組合分量，即pL±S（p為奇數(shù)），通過帶通濾波器可以取出所需頻率分量L+S（或LS -）。由于4只二極管完全對稱，所以分別處于兩個對角上的本振電壓VL和射頻信號VS不會互相影響，有很好的隔離性；此外，這種混頻器輸出頻譜較純凈，噪聲低，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，工作頻率高，工作頻帶寬，動態(tài)范圍大，缺點是高頻增益小于1。C20、C21、L1：帶通濾波器，取出和頻分量fLO+fsQ2、C18、T4：組成調(diào)諧放大器，將混頻輸出的和頻信號進行放大，以彌補無源混頻器的損耗（R8為偏置電阻）五、 測試點說明1、輸入點說明J5：本

18、振信號輸入端（TH2為其測試口）J2：射頻信號輸入端（TH1為其測試口）2、輸出點說明TP6：混頻器輸出測試點TP7：帶通濾波器輸出J3：和頻信號輸出（TH6為其測試口）六、 實驗步驟1、 熟悉實驗板上各元件的位置及作用；2、 按下面框圖所示，進行連線圖2-4 雙平衡混頻連線框圖源端口目的端口連線說明信號源：RF1（Vp-p =300mV f=6.5M）7號板：J5本振信號輸入3號板：J1（VSP-P =50mV fS=4.2M）7號板：J2射頻信號輸入7號板：J3頻率計：RF IN混頻后信號輸出3、 將3號板上S1撥為“00”，S2撥為“01”，調(diào)節(jié)中周T1使J1輸出幅度最大，然后調(diào)節(jié)W2改

19、變輸出信號幅度，使J1輸出fS=4.2MHz、VSP-P=50mV4、 用示波器觀察混頻器輸出點TP6波形以及混頻輸出TH3處波形（調(diào)節(jié)中周T4使輸出最大），并讀出頻率計上的頻率。5、 調(diào)節(jié)本振信號電壓與輸入信號電壓相近，重做步驟34。七、 實驗報告要求1、 寫出實驗目的和任務2、 計算MIXI混頻增益實驗三 模擬乘法器調(diào)幅（AM、DSB、SSB）一、 實驗目的1、 掌握用集成模擬乘法器實現(xiàn)全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和音頻信號單邊帶調(diào)幅的方法。2、 研究已調(diào)波與調(diào)制信號以及載波信號的關系。3、 掌握調(diào)幅系數(shù)的測量與計算方法。4、 通過實驗對比全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅的波形

20、。5、 了解模擬乘法器（MC1496）的工作原理，掌握調(diào)整與測量其特性參數(shù)的方法。二、 實驗內(nèi)容1、 實現(xiàn)全載波調(diào)幅，改變調(diào)幅度，觀察波形變化并計算調(diào)幅度。2、 實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。3、 實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅。三、 實驗儀器1、 信號源模塊 1塊2、 頻率計模塊 1塊3、 4 號板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺5、 萬用表 1塊四、 實驗原理及實驗電路說明幅度調(diào)制就是載波的振幅（包絡）隨調(diào)制信號的參數(shù)變化而變化。本實驗中載波是由高頻信號源產(chǎn)生的465KHz高頻信號，1KHz的低頻信號為調(diào)制信號。振幅調(diào)制器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號的裝置。1、 集成模擬乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成模擬乘法器是完成兩個模擬量（電壓

21、或電流）相乘的電子器件。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，均可視為兩個信號相乘或包含相乘的過程。采用集成模擬乘法器實現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡單得多，而且性能優(yōu)越。所以目前無線通信、廣播電視等方面應用較多。集成模擬乘法器常見產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。1)MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在本實驗中采用集成模擬乘法器MC1496來完成調(diào)幅作用。MC1496是四象限模擬乘法器，其內(nèi)部電路圖和引腳圖如圖3-1所示。其中V1、V2與V3、V4組成雙差分放大器，以反極性方式相連接

22、，而且兩組差分對的恒流源V5與V6又組成一對差分電路，因此恒流源的控制電壓可正可負，以此實現(xiàn)了四象限工作。V7、V8為差分放大器V5與V6的恒流源。圖3-1 MC1496的內(nèi)部電路及引腳圖2）靜態(tài)工作點的設定(1)靜態(tài)偏置電壓的設置靜態(tài)偏置電壓的設置應保證各個晶體管工作在放大狀態(tài)，即晶體管的集-基極間的電壓應大于或等于2V，小于或等于最大允許工作電壓。根據(jù)MC1496的特性參數(shù)，對于圖3-1所示的內(nèi)部電路，應用時，靜態(tài)偏置電壓（輸入電壓為0時）應滿足下列關系，即8=10, 1=4, 6=1215V6(12)8(10)2V15V8(10)1(4)2V15V1(4)52V(2)靜態(tài)偏置電流的確定靜

23、態(tài)偏置電流主要由恒流源I0的值來確定。當器件為單電源工作時，引腳14接地，5腳通過一電阻VR接正電源+VCC由于I0是I5的鏡像電流，所以改變VR可以調(diào)節(jié)I0的大小，即當器件為雙電源工作時，引腳14接負電源-Vee，5腳通過一電阻VR接地，所以改變VR可以調(diào)節(jié)I0的大小，即根據(jù)MC1496的性能參數(shù)，器件的靜態(tài)電流應小于4mA，一般取。在本實驗電路中VR用6.8K的電阻R15代替.2、實驗電路說明用MC1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路圖如圖3-2（見P.65）所示。圖中W1用來調(diào)節(jié)引出腳1、4之間的平衡，器件采用雙電源方式供電（12V，8V），所以5腳偏置電阻R15接地。電阻R1、R2、R4、

24、R5、R6為器件提供靜態(tài)偏置電壓，保證器件內(nèi)部的各個晶體管工作在放大狀態(tài)。載波信號加在V1V4的輸入端，即引腳8、10之間；載波信號Vc經(jīng)高頻耦合電容C1從10腳輸入，C2為高頻旁路電容，使8腳交流接地。調(diào)制信號加在差動放大器V5、V6的輸入端，即引腳1、4之間，調(diào)制信號V經(jīng)低頻偶合電容E1從1腳輸入。2、3腳外接1K電阻，以擴大調(diào)制信號動態(tài)范圍。當電阻增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減小。已調(diào)制信號取自雙差動放大器的兩集電極（即引出腳6、12之間）輸出。五、 實驗步驟1、靜態(tài)工作點調(diào)測：無輸入信號的情況下調(diào)節(jié)W1，使用萬用表測得U1第1、4腳的電壓差接近0V。（改變W1可以使乘法器實現(xiàn)

25、AM,DSB或SSB調(diào)制。）2、連線框圖如圖3-2所示圖3-2 模擬乘法器調(diào)幅連線框圖源端口目的端口連線說明信號源：RF1（Vp-p =500mV f=465K）4號板：J1載波輸入信號源：低頻輸出（Vp-p =200mV f=1K）4號板：J5音頻輸入抑制載波振幅調(diào)制：1）J1端輸入載波信號，調(diào)節(jié)平衡電位器W1，使輸出信號VO（t）中載波輸出幅度最?。ù藭rV1與V4相等）。2）再從J5端輸入音頻信號（正弦波），逐漸增加輸入音頻信號頻率，觀察TH3處最后出現(xiàn)如圖3-3所示的抑制載波的調(diào)幅信號。（將音頻信號頻率調(diào)至最大，即可測得清晰的抑制載波調(diào)幅波）圖3-3 抑制載波調(diào)幅波形全載波振幅調(diào)制：1）

26、先將J1端輸入載波信號，調(diào)節(jié)平衡電位器W1，使輸出信號VO（t）中有載波輸出（此時V1與V4不相等）。2）再從J5端輸入音頻信號（正弦波），逐漸增大音頻信號頻率，最后出現(xiàn)如圖4-4所示的有載波調(diào)幅信號的波形，記下AM波對應Vmax和Vmin，并計算調(diào)幅度m。圖3-4 普通調(diào)幅波波形抑制載波單邊帶振幅調(diào)制： 1）步驟同抑制載波振幅調(diào)制，從J6處觀察輸出波形。2）比較全載波調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅和抑制載波單邊帶調(diào)幅的波形。六、 實驗報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，畫出實驗波形。2、畫出調(diào)幅實驗中m30、m100、m > 100% 的調(diào)幅波形,分析過調(diào)幅的原因。 3、畫出當改變W1時能得到幾種調(diào)幅

27、波形，分析其原因。4、畫出全載波調(diào)幅波形、抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形及抑制載波的單邊帶調(diào)幅波形，比較三者區(qū)別。圖10-2 AM DSB SSB(465KHz)實驗四 包絡檢波及同步檢波實驗一、 實驗目的1、 進一步了解調(diào)幅波的原理,掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法。2、 掌握二極管峰值包絡檢波的原理。3、 掌握包絡檢波器的主要質(zhì)量指標,檢波效率及各種波形失真的現(xiàn)象，分析產(chǎn)生的原因并思考克服的方法。4、 掌握用集成電路實現(xiàn)同步檢波的方法。二、 實驗內(nèi)容1、 完成普通調(diào)幅波的解調(diào)。2、 觀察抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)。3、 觀察普通調(diào)幅波解調(diào)中的對角切割失真，底部切割失真以及檢波器不加高頻濾波時的現(xiàn)象。 三、

28、實驗儀器1、 信號源模塊 1塊2、 頻率計模塊 1塊3、 4 號板 1塊4、 雙蹤示波器 1臺5、 萬用表 1塊四、 實驗原理及實驗電路說明檢波過程是一個解調(diào)過程，它與調(diào)制過程正好相反。檢波器的作用是從振幅受調(diào)制的高頻信號中還原出原調(diào)制的信號。還原所得的信號，與高頻調(diào)幅信號的包絡變化規(guī)律一致，故又稱為包絡檢波器。假如輸入信號是高頻等幅信號，則輸出就是直流電壓。這是檢波器的一種特殊情況，在測量儀器中應用比較多。例如某些高頻伏特計的探頭，就是采用這種檢波原理。若輸入信號是調(diào)幅波，則輸出就是原調(diào)制信號。這種情況應用最廣泛，如各種連續(xù)波工作的調(diào)幅接收機的檢波器即屬此類。從頻譜來看，檢波就是將調(diào)幅信號頻

29、譜由高頻搬移到低頻，如圖4-1所示（此圖為單音頻調(diào)制的情況）。檢波過程也是應用非線性器件進行頻率變換，首先產(chǎn)生許多新頻率，然后通過濾波器，濾除無用頻率分量，取出所需要的原調(diào)制信號。常用的檢波方法有包絡檢波和同步檢波兩種。全載波振幅調(diào)制信號的包絡直接反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，可以用二極管包絡檢波的方法進行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號的包絡不能直接反映調(diào)制信號的變化規(guī)律，無法用包絡檢波進行解調(diào)，所以采用同步檢波方法。圖4-1 檢波器檢波前后的頻譜1、二極管包絡檢波的工作原理當輸入信號較大(大于0.5伏)時，利用二極管單向?qū)щ娞匦詫φ穹{(diào)制信號的解調(diào)，稱為大信號檢波。大信號檢波原理電

30、路如圖4-2（a）所示。檢波的物理過程如下：在高頻信號電壓的正半周時，二極管正向?qū)ú﹄娙萜鰿充電，由于二極管的正向?qū)娮韬苄。猿潆婋娏鱥D很大，使電容器上的電壓VC很快就接近高頻電壓的峰值。充電電流的方向如圖4-2（a）圖中所示。這個電壓建立后通過信號源電路，又反向地加到二極管D的兩端。這時二極管導通與否，由電容器C上的電壓VC和輸入信號電壓Vi共同決定.當高頻信號的瞬時值小于VC時，二極管處于反向偏置，管子截止，電容器就會通過負載電阻R放電。由于放電時間常數(shù)RC遠大于調(diào)頻電壓的周期，故放電很慢。當電容器上的電壓下降不多時，調(diào)頻信號第二個正半周的電壓又超過二極管上的負壓，使二極管又導

31、通。如圖4-2（b）中的tl至t2的時間為二極管導通的時間，在此時間內(nèi)又對電容器充電，電容器的電壓又迅速接近第二個高頻電壓的最大值。在圖4-2（b）中的t2至t3時間為二極管截止的時間，在此時間內(nèi)電容器又通過負載電阻R放電。這樣不斷地循環(huán)反復，就得到圖4-2（b）中電壓的波形。因此只要充電很快，即充電時間常數(shù)Rd·C很小(Rd為二極管導通時的內(nèi)阻)：而放電時間常數(shù)足夠慢，即放電時問常數(shù)R·C很大，滿足Rd·C<<RC，就可使輸出電壓的幅度接近于輸入電壓的幅度，即傳輸系數(shù)接近l。另外，由于正向?qū)щ姇r間很短，放電時間常數(shù)又遠大于高頻電壓周期(放電時的基本不

32、變)，所以輸出電壓的起伏是很小的，可看成與高頻調(diào)幅波包絡基本一致。而高頻調(diào)幅波的包絡又與原調(diào)制信號的形狀相同，故輸出電壓就是原來的調(diào)制信號，達到了解調(diào)的目的。本實驗電路如圖4-3所示，主要由二極管D及RC低通濾波器組成，利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負載RC的充放電過程實現(xiàn)檢波，所以RC時間常數(shù)的選擇很重要。RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真又稱惰性失真。RC常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式： 其中：m為調(diào)幅系數(shù)，為調(diào)制信號最高角頻率。當檢波器的直流負載電阻R與交流音頻負載電阻R不相等，而且調(diào)幅度又相當大時會產(chǎn)生負峰切割失真（又稱底邊切割失真），為了保證不產(chǎn)生負峰切割失真

33、應滿足。圖4-3 峰值包絡檢波（465KHz）2、同步檢波（1）同步檢波原理同步檢波器用于對載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號進行解調(diào)。它的特點是必須外加一個頻率和相位都與被抑止的載波相同的電壓。同步檢波器的名稱由此而來。外加載波信號電壓加入同步檢波器可以有兩種方式：圖4-4 同步檢波器方框圖一種是將它與接收信號在檢波器中相乘，經(jīng)低通濾波器后檢出原調(diào)制信號，如圖4-4(a)所示；另一種是將它與接收信號相加，經(jīng)包絡檢波器后取出原調(diào)制信號，如圖4-4(b)所示。本實驗選用乘積型檢波器。設輸入的已調(diào)波為載波分量被抑止的雙邊帶信號1，即 本地載波電壓 本地載波的角頻率0準確的等于輸入信號載波的角頻率1，即

34、1=0,但二者的相位可能不同；這里表示它們的相位差。這時相乘輸出（假定相乘器傳輸系數(shù)為1） 低通濾波器濾除21附近的頻率分量后，就得到頻率為的低頻信號 由上式可見，低頻信號的輸出幅度與成正比。當=0時，低頻信號電壓最大，隨著相位差加大，輸出電壓減弱。因此，在理想情況下，除本地載波與輸入信號載波的角頻率必須相等外，希望二者的相位也相同。此時，乘積檢波稱為“同步檢波”。（2）實驗電路說明實驗電路如圖4-5（見本實驗后）所示，采用MC1496集成電路構(gòu)成解調(diào)器，載波信號從J8經(jīng)C12，W4，W3，U3，C14加在8、10腳之間，調(diào)幅信號VAM 從J11經(jīng)C20加在1、4腳之間，相乘后信號由12腳輸出

35、，經(jīng)低通濾波器、同相放大器輸出。五、 實驗步驟一、二極管包絡檢波1、連線框圖如圖4-5所示圖4-5 峰值包絡檢波連線框圖2、解調(diào)全載波調(diào)幅信號 （1）m<30%的調(diào)幅波檢波 從J2處輸入465KHZ、峰峰值Vp-p=0.5V1V、 m<30%的已調(diào)波(音頻調(diào)制信號頻率約為1K按下信號源AM按鈕，調(diào)節(jié)“AM調(diào)幅度”) 。將開關S1撥為10，S2撥為00，將示波器接入TH5處，觀察輸出波形. （2）加大調(diào)制信號幅度,使m=100%,觀察記錄檢波輸出波形.3、觀察對角切割失真 保持以上輸出，將開關S1撥為“01”，檢波負載電阻由2.2K變?yōu)?1K，在TH5處用示波器觀察波形并記錄,與上述

36、波形進行比較。4、觀察底部切割失真將開關S2撥為“10”，S1仍為“01”，在TH5處觀察波形，記錄并與正常解調(diào)波形進行比較。二、集成電路（乘法器）構(gòu)成解調(diào)器1、連線框圖如圖4-6所示2、解調(diào)全載波信號按調(diào)幅實驗中實驗內(nèi)容獲得調(diào)制度分別為30，100及>100的調(diào)幅波。將它們依次加至解調(diào)器調(diào)制信號輸入端J11，并在解調(diào)器的載波輸入端J8加上與調(diào)幅信號相同的載波信號,分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號對比。3、解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號按調(diào)幅實驗中實驗內(nèi)容的條件獲得抑制載波調(diào)幅波，加至解調(diào)器調(diào)制信號輸入端J11，觀察記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號相比較。圖4-6 同步檢波連線框圖六、 實

37、驗報告要求1、通過一系列檢波實驗,將下列內(nèi)容整理在表內(nèi):輸入的調(diào)幅波波形M<30%m=100%抑制載波調(diào)幅波二極管包絡檢波器輸出波形同步檢波輸出2、觀察對角切割失真和底部切割失真現(xiàn)象并分析產(chǎn)生原因。3、從工作頻率上限、檢波線性以及電路復雜性三個方面比較二極管包絡檢波和同步檢波。七、 實驗儀器1、 高頻實驗箱 1臺2、 雙蹤示波器 1臺3、 頻率特性測試儀（可選） 1臺 圖11-5 同步檢波實驗五 超外差中波調(diào)幅接收機一、 實驗目的1、 在模塊實驗的基礎上掌握調(diào)幅接收機組成原理，建立調(diào)幅系統(tǒng)概念。2、 掌握調(diào)幅接收機系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方法，培養(yǎng)解決實際問題的能力。二、 實驗內(nèi)容完成調(diào)幅接收機整機聯(lián)調(diào)三、 實驗儀器1、 耳機 1副2、 10 號板 1塊3、 7 號板 1塊4、 2 號板 1塊5、 4 號板