模擬乘法器綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)-調(diào)制與解調(diào)

1、模擬乘法器綜合應(yīng)用模擬乘法器綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 四四 模擬調(diào)制可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制，本次實(shí)驗(yàn)研究線性調(diào)模擬調(diào)制可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制，本次實(shí)驗(yàn)研究線性調(diào)制。線性調(diào)制的任務(wù)是把基帶信號(hào)的頻譜搬移到通帶頻譜上，以適制。線性調(diào)制的任務(wù)是把基帶信號(hào)的頻譜搬移到通帶頻譜上，以適應(yīng)應(yīng)（無(wú)線）（無(wú)線）信道的傳輸要求，或?qū)⒍嗦沸盘?hào)合并起來(lái)進(jìn)行多路傳輸。信道的傳輸要求，或?qū)⒍嗦沸盘?hào)合并起來(lái)進(jìn)行多路傳輸。通過本實(shí)驗(yàn)：通過本實(shí)驗(yàn)：1 1加深理解振幅調(diào)制（加深理解振幅調(diào)制（AMAM）、雙邊帶（）、雙邊帶（DSBDSB）調(diào)制、單）調(diào)制、單邊帶（邊帶（SSBSSB）調(diào)制的基本原理及

2、實(shí)現(xiàn)方法。）調(diào)制的基本原理及實(shí)現(xiàn)方法。2 2掌握各種線性調(diào)制信號(hào)的時(shí)域和頻域的測(cè)試方法與技掌握各種線性調(diào)制信號(hào)的時(shí)域和頻域的測(cè)試方法與技能。能。3.3.熟悉并掌握熟悉并掌握MC1496 MC1496 乘法器的基本應(yīng)用。乘法器的基本應(yīng)用。一、實(shí)一、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 目目 的的二、實(shí)二、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 內(nèi)內(nèi) 容容3 3DSBDSB調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量。調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量。1 1AMAM調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量。調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量。4 4AMAM調(diào)制與調(diào)制與DSBDSB調(diào)制信號(hào)的頻域測(cè)量。調(diào)制信號(hào)的頻域測(cè)量。2 2AMAM調(diào)制信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)測(cè)量。調(diào)制信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)測(cè)量。5 5振副調(diào)制的（振副調(diào)制的（EWBEWB）

3、仿真實(shí)驗(yàn)。）仿真實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3 3、提高輻射能力：、提高輻射能力：實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸信道的要求實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸信道的要求, ,盡量減小天線的尺寸盡量減小天線的尺寸 一、調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用一、調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用1 1、頻率變換：、頻率變換：為了采用無(wú)線傳送方式，如將（為了采用無(wú)線傳送方式，如將（0.3-3.4KHz0.3-3.4KHz）有效帶寬內(nèi)的語(yǔ)）有效帶寬內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)調(diào)制到給定的高頻頻段上去。音信號(hào)調(diào)制到給定的高頻頻段上去。 調(diào)制是調(diào)制是高頻電子線路高頻電子線路中一個(gè)十分重要的概念，是一種信號(hào)處理技術(shù)。無(wú)中一個(gè)十分重要的概念，是一種信號(hào)處理技術(shù)。無(wú)論在模擬通信、數(shù)字通

4、信還是數(shù)據(jù)通信中都扮演著重要角色。調(diào)制的實(shí)質(zhì)是頻譜論在模擬通信、數(shù)字通信還是數(shù)據(jù)通信中都扮演著重要角色。調(diào)制的實(shí)質(zhì)是頻譜的搬移的搬移, ,其作用與目的有以下四個(gè)方面其作用與目的有以下四個(gè)方面。2 2、實(shí)現(xiàn)頻率分配、實(shí)現(xiàn)頻率分配: :保證多個(gè)電臺(tái)同時(shí)工作時(shí)保證多個(gè)電臺(tái)同時(shí)工作時(shí), ,發(fā)出的信號(hào)互不干擾發(fā)出的信號(hào)互不干擾4 4、實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用：、實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用：例如將多路信號(hào)互不干擾的安排在同一物理信道中傳輸例如將多路信號(hào)互不干擾的安排在同一物理信道中傳輸, ,即實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。即實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。二、調(diào)制的基本特征二、調(diào)制的基本特征 調(diào)制的實(shí)質(zhì)是進(jìn)行頻譜的搬移調(diào)制的實(shí)質(zhì)是進(jìn)行頻譜的搬移, ,即把攜帶消息的

5、基帶即把攜帶消息的基帶信號(hào)的頻譜搬移到較高的高頻頻率的范圍信號(hào)的頻譜搬移到較高的高頻頻率的范圍. .三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)經(jīng)調(diào)制后的已調(diào)波應(yīng)該具有兩個(gè)基本特征經(jīng)調(diào)制后的已調(diào)波應(yīng)該具有兩個(gè)基本特征: :一是高頻已調(diào)波仍然攜帶有消息一是高頻已調(diào)波仍然攜帶有消息; ;二是高頻已調(diào)波適合于信道傳輸二是高頻已調(diào)波適合于信道傳輸. .三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) 2 2、按載波信號(hào)、按載波信號(hào)c(tc(t) )不同分不同分：線性調(diào)制，特點(diǎn)：調(diào)制前、后的頻譜呈線性搬移關(guān)系。線性調(diào)制，特點(diǎn)：調(diào)制前、后的頻譜呈線性搬移關(guān)系。三、調(diào)制的分類三、調(diào)制的分類調(diào)制方法可以從以下幾個(gè)角度進(jìn)行分類。調(diào)制方法可

6、以從以下幾個(gè)角度進(jìn)行分類。1 1、按調(diào)制信號(hào)、按調(diào)制信號(hào)m(tm(t) )的不同分的不同分：數(shù)字調(diào)制，特點(diǎn)：數(shù)字調(diào)制，特點(diǎn)：m(tm(t) )是數(shù)字信號(hào)。是數(shù)字信號(hào)。模擬調(diào)制，特點(diǎn)：模擬調(diào)制，特點(diǎn)：m(tm(t) )是連續(xù)信號(hào)。是連續(xù)信號(hào)。連續(xù)波調(diào)制，特點(diǎn)：連續(xù)波調(diào)制，特點(diǎn)：c(tc(t) )連續(xù)，如連續(xù)，如(t)=(t)=cosctcosct；脈沖調(diào)制，特點(diǎn)：脈沖調(diào)制，特點(diǎn)：c(tc(t) )為脈沖，如周期矩形脈沖序列。為脈沖，如周期矩形脈沖序列。3 3、 按調(diào)制器功能的不同分按調(diào)制器功能的不同分：幅度調(diào)制，特點(diǎn)：用幅度調(diào)制，特點(diǎn)：用: : m(tm(t) )改變改變c(tc(t) )的幅度

7、，如的幅度，如AMAM，DSBDSB，SSBSSB，VSBVSB。相位調(diào)制，特點(diǎn)：用相位調(diào)制，特點(diǎn)：用: : m(tm(t) )改變改變c(tc(t) )的相位，如的相位，如PMPM。頻率調(diào)制，特點(diǎn)：用頻率調(diào)制，特點(diǎn)：用: : m(tm(t) )改變改變c(tc(t) )的頻率，如的頻率，如FMFM。4 4、按調(diào)制器傳輸函數(shù)來(lái)分、按調(diào)制器傳輸函數(shù)來(lái)分：非線性調(diào)制，特點(diǎn)無(wú)上述關(guān)系，且調(diào)制后產(chǎn)生許多新成份非線性調(diào)制，特點(diǎn)無(wú)上述關(guān)系，且調(diào)制后產(chǎn)生許多新成份三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)四、調(diào)制系統(tǒng)需掌握的主要技術(shù)四、調(diào)制系統(tǒng)需掌握的主要技術(shù) 高頻電子線路高頻電子線路中所講授的調(diào)制技術(shù)，是用取值連續(xù)

8、（模擬）的基帶信中所講授的調(diào)制技術(shù)，是用取值連續(xù)（模擬）的基帶信號(hào)去控制正弦載波的參數(shù)（振幅、頻率和相位）的模擬調(diào)制系統(tǒng)。需掌握的主要號(hào)去控制正弦載波的參數(shù)（振幅、頻率和相位）的模擬調(diào)制系統(tǒng)。需掌握的主要技術(shù)與應(yīng)知的主要參數(shù)有：技術(shù)與應(yīng)知的主要參數(shù)有：1 1、調(diào)制系統(tǒng)的工作原理，調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)三者的關(guān)系。、調(diào)制系統(tǒng)的工作原理，調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)三者的關(guān)系。2 2、已調(diào)信號(hào)的帶寬。、已調(diào)信號(hào)的帶寬。3 3、噪聲對(duì)調(diào)制系統(tǒng)性能的影響。、噪聲對(duì)調(diào)制系統(tǒng)性能的影響。主要技術(shù)主要技術(shù)主要參數(shù)主要參數(shù)1 1、發(fā)送功率、發(fā)送功率2 2、過濾帶寬。、過濾帶寬。3 3、設(shè)備的復(fù)雜性、設(shè)備

9、的復(fù)雜性4 4、抗噪聲性能，如輸出信噪比等。、抗噪聲性能，如輸出信噪比等。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)五五. . 調(diào)制技術(shù)中有關(guān)術(shù)語(yǔ)調(diào)制技術(shù)中有關(guān)術(shù)語(yǔ)調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)u ：需要傳輸?shù)男盘?hào)需要傳輸?shù)男盘?hào) （原始信號(hào)）（原始信號(hào)） 圖像圖像 tUu cos密碼數(shù)據(jù)密碼數(shù)據(jù)語(yǔ)言語(yǔ)言載波信號(hào)載波信號(hào)uc ：高頻振蕩信號(hào)：高頻振蕩信號(hào) （等幅）（等幅）正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 )cos( tUuccc鋸齒波鋸齒波已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)UAm：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)（射頻信號(hào)（射頻信號(hào)） tmtmtUttmUucacacccacAM)cos(21)cos(21coscos)c

10、os1( 信信號(hào)號(hào) 三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) 根據(jù)載波受調(diào)制參量的不同根據(jù)載波受調(diào)制參量的不同, , 調(diào)制可分為三種基本方調(diào)制可分為三種基本方式式, , 它們分別是：它們分別是：振幅調(diào)制振幅調(diào)制AM AM （調(diào)幅）（調(diào)幅）頻率調(diào)制頻率調(diào)制FMFM （調(diào)頻）（調(diào)頻）相位調(diào)制相位調(diào)制PMPM （調(diào)相）（調(diào)相）調(diào)制基本方式調(diào)制基本方式六六. . 調(diào)制的基本方式調(diào)制的基本方式三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) 所謂振幅調(diào)制所謂振幅調(diào)制(AM), (AM), 就是用調(diào)制信號(hào)就是用調(diào)制信號(hào)u u去控制高頻載波信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)ucuc的振幅的振幅, ,使載波信號(hào)的振幅按照調(diào)制信號(hào)使載波信號(hào)的振幅

11、按照調(diào)制信號(hào)u u的規(guī)律變化。即已調(diào)制的規(guī)律變化。即已調(diào)制信號(hào)信號(hào)u uAMAM變化的周期與調(diào)制信號(hào)變化的周期與調(diào)制信號(hào)u的周期相同，且幅度的變化與調(diào)的周期相同，且幅度的變化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比制信號(hào)的振幅成正比. .振幅調(diào)制振幅調(diào)制信號(hào)種類信號(hào)種類全載波振幅調(diào)制）信號(hào)：(cos)cos1 (AMttmUucAM制）抑制載波雙邊帶振幅調(diào)信號(hào)：(coscosKUDSBDSBttUucc制）抑制載波單邊帶振幅調(diào)信號(hào)：)(sinsincoscosU(SSBSSBttttucc 三種振幅調(diào)制信號(hào)都有一個(gè)調(diào)制信號(hào)和載波的乘積項(xiàng)，三種振幅調(diào)制信號(hào)都有一個(gè)調(diào)制信號(hào)和載波的乘積項(xiàng)，所以振幅調(diào)制電路的實(shí)現(xiàn)是以

12、乘法器為核心的頻譜線性搬所以振幅調(diào)制電路的實(shí)現(xiàn)是以乘法器為核心的頻譜線性搬移電路。移電路。 7 7、1 1 全載波調(diào)幅全載波調(diào)幅(AM)(AM)實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法: :全載波調(diào)幅電路模型全載波調(diào)幅電路模型 uc(t)u(t)uo(t)AmA圖中，圖中，m m為乘法器的乘積常數(shù)，為加法器的加權(quán)系數(shù)。為乘法器的乘積常數(shù)，為加法器的加權(quán)系數(shù)。 全載波振幅調(diào)制電路的模型可由一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器組成，全載波振幅調(diào)制電路的模型可由一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器組成，如圖所示。如圖所示。全載波振幅調(diào)制全載波振幅調(diào)制信號(hào)波形信號(hào)波形 波形特點(diǎn)：時(shí)域分析波形特點(diǎn)：時(shí)域分析 （1 1）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律）調(diào)幅波

13、的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致與調(diào)制信號(hào)波形一致 包絡(luò)之內(nèi)的填充頻率是包絡(luò)之內(nèi)的填充頻率是f0; f0; (2) (2) 調(diào)幅度調(diào)幅度m ma a反映了載波振副受控的反映了載波振副受控的強(qiáng)弱程度，以看出：強(qiáng)弱程度，以看出： caUUUmminmax21 一般一般m m值越大調(diào)幅越深：值越大調(diào)幅越深： ttmUucacAM cos)cos1( )cos1()(tmUtUacm tUuccc cos tUu cos)1(maxacmUU cU)1(minacmUU 實(shí)實(shí)際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡(luò)絡(luò)失失真真過過調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)百百分分之之百百最最大大調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)未未調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí),1

14、)(10aaammm1ma 1ma 由單一頻率信號(hào)產(chǎn)生的高頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：由單一頻率信號(hào)產(chǎn)生的高頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： tmtmtUttmUucacacccacAM)cos(21)cos(21coscos)cos1( 可見可見, ,調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：全載波振幅調(diào)制信號(hào)全載波振幅調(diào)制信號(hào)的頻譜的頻譜 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c +上邊頻上邊頻caUm21c - 下邊頻下邊頻caUm21cU( () )( () ) 含傳輸信息含傳輸信息下邊頻分量下邊頻分量含傳輸信息含傳輸信息上邊頻分量上邊頻分

15、量不含傳輸信息不含傳輸信息載波分量載波分量:)(ccc 可見可見, ,調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：( () )( () ) 含傳輸信息含傳輸信息下邊頻分量下邊頻分量含傳輸信息含傳輸信息上邊頻分量上邊頻分量不含傳輸信息不含傳輸信息載波分量載波分量:)(ccc 在全載波調(diào)幅波中在全載波調(diào)幅波中,載波是不含傳送信息的載波是不含傳送信息的,但它至少占有但它至少占有2/3的功率，而載有信息的的功率，而載有信息的邊頻功率之和最多占總輸出功率的邊頻功率之和最多占總輸出功率的1/31/3。從有效地利用發(fā)射機(jī)功率來(lái)看，全載波調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)

16、的。從有效地利用發(fā)射機(jī)功率來(lái)看，全載波調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)的。AMAM波信號(hào)特點(diǎn)：頻域分析波信號(hào)特點(diǎn)：頻域分析1.AM1.AM的頻譜由三部分組成：即載頻和上下邊頻的頻譜由三部分組成：即載頻和上下邊頻. .2.2.載頻不含信息，兩邊頻包含相同的信息，所占帶寬為最高載頻不含信息，兩邊頻包含相同的信息，所占帶寬為最高調(diào)制頻率調(diào)制頻率fHfH的兩倍。的兩倍。2.2.從功率利用率看，從功率利用率看，AMAM信號(hào)的功率利用率不充分。信號(hào)的功率利用率不充分。 抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法: : 為了克服為了克服全載波全載波振幅調(diào)制效率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的功率利振幅調(diào)制效率低的缺點(diǎn)

17、，提高設(shè)備的功率利用率，可以在用率，可以在AMAM調(diào)制過程中，調(diào)制過程中，將載波分量抑制，將載波分量抑制，即即不發(fā)送載波，不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號(hào)而只發(fā)送邊帶信號(hào), ,這就是這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB AM).(DSB AM).u(t)Amuc(t)uo(t)Amu(t)uc(t) 雙邊帶調(diào)制電路的模型可由一個(gè)乘法器組成，如圖所示。雙邊帶調(diào)制電路的模型可由一個(gè)乘法器組成，如圖所示。可見要完成可見要完成DSBDSB調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘。調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘。雙邊帶調(diào)幅電路模型雙邊帶調(diào)幅電路模型 圖中，圖中，m m為乘法器的乘

18、積常數(shù)。即雙邊帶信號(hào)，可以用載波和調(diào)制信號(hào)直為乘法器的乘積常數(shù)。即雙邊帶信號(hào)，可以用載波和調(diào)制信號(hào)直接相乘得到。接相乘得到。波形波形 雙邊帶雙邊帶( DSB)( DSB)調(diào)幅信號(hào)波形與頻譜調(diào)幅信號(hào)波形與頻譜 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c 頻譜頻譜上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻(1) DSB(1) DSB信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)，信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)，但但DSBDSB信號(hào)的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的信號(hào)的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的形狀。形狀。 (2) DSB(2) DSB信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，即在調(diào)制信號(hào)正半周內(nèi)即在調(diào)制信號(hào)正半周內(nèi)的載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半

19、周內(nèi)的反相。的載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半周內(nèi)的反相。因此嚴(yán)格地說(shuō)，因此嚴(yán)格地說(shuō)，DSBDSB信號(hào)已非單純信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)的振幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。(3) DSB(3) DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量，只有上、下邊帶，全部功率波的頻譜成份中抑制了載波分量，只有上、下邊帶，全部功率為邊帶占有，功率利用率高于為邊帶占有，功率利用率高于AMAM波。波。maxmax22FB (4) 占用頻帶占用頻帶 odaVVKm m m 是調(diào)幅波的主要參數(shù)之一，它表示載波電壓振幅受調(diào)制是調(diào)幅波的主要參數(shù)之一，它表示載波電壓振幅受調(diào)制信號(hào)控制后改變的程度。即：信號(hào)控制后改

20、變的程度。即：調(diào)幅波的主要參數(shù)與測(cè)量調(diào)幅波的主要參數(shù)與測(cè)量一般用一般用m表示。表示。 調(diào)幅度（調(diào)幅度（m)m)一般要求一般要求0 0m1m1。 調(diào)幅度（調(diào)幅度（m)m)的測(cè)量與計(jì)算的測(cè)量與計(jì)算%100BABAuuuumAUBU 模擬乘法器是對(duì)兩個(gè)以上互不相關(guān)的模擬信號(hào)（電壓與電流）實(shí)現(xiàn)相乘功模擬乘法器是對(duì)兩個(gè)以上互不相關(guān)的模擬信號(hào)（電壓與電流）實(shí)現(xiàn)相乘功能的非線性函數(shù)電路。通常它有兩個(gè)輸入端（能的非線性函數(shù)電路。通常它有兩個(gè)輸入端（x x端和端和y y端）及一個(gè)輸出端，其電路端）及一個(gè)輸出端，其電路模型與符號(hào)分別可用如圖模型與符號(hào)分別可用如圖(a)(a)或或(b)(b)所示。所示。( )( )

21、omxyuA u t u t集成模擬乘法器原理簡(jiǎn)介集成模擬乘法器原理簡(jiǎn)介模擬乘法器的模型與電路符號(hào)模擬乘法器的模型與電路符號(hào)模擬乘法器的傳輸方程為模擬乘法器的傳輸方程為: : 在現(xiàn)代通信設(shè)備中，廣泛使用集成模擬乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代通信設(shè)備中，廣泛使用集成模擬乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)AMAM、DSBDSB、SSBSSB調(diào)制與同調(diào)制與同步解調(diào)、倍頻、混頻和相位檢測(cè)。它具有電路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越且穩(wěn)定，調(diào)整方便，步解調(diào)、倍頻、混頻和相位檢測(cè)。它具有電路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越且穩(wěn)定，調(diào)整方便，利于設(shè)備的小型化的優(yōu)點(diǎn)。利于設(shè)備的小型化的優(yōu)點(diǎn)。 三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)式中：式中：AmAm為增益系數(shù)為增益系數(shù)（1 1）集成

22、模擬乘法器的電路模型）集成模擬乘法器的電路模型三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)（2 2）集成模擬乘法器的基本原理）集成模擬乘法器的基本原理 由模擬乘法器的電路模型可知，它是由模擬乘法器的電路模型可知，它是“二二入一出入一出”的三端器件。的三端器件。設(shè)：設(shè)：xtocsUuxxytocsuuyyyx)cos()(.21ttocsukuuoyxyxyx則輸出則輸出： 可見，模擬乘法器可實(shí)現(xiàn)調(diào)制與混頻，即實(shí)現(xiàn)頻譜的可見，模擬乘法器可實(shí)現(xiàn)調(diào)制與混頻，即實(shí)現(xiàn)頻譜的搬移，調(diào)制是向頻率高端遷移，混頻是向頻率低端遷移。搬移，調(diào)制是向頻率高端遷移，混頻是向頻率低端遷移。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)（2 2）集

23、成模擬乘法器的基本原理）集成模擬乘法器的基本原理設(shè)：設(shè)：xtocsUuxxytocsuyyU1yx則輸出則輸出：)cos()cos(21coscoscos.ttUKUtKUttUKUtocskUuoyxyxyxxxyxyxxx 式中：因子式中：因子“1”1”，是為方便引入的，它相當(dāng)于直流成分存在。，是為方便引入的，它相當(dāng)于直流成分存在?？梢?，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)普通的調(diào)幅?？梢?，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)普通的調(diào)幅。 即輸出的調(diào)幅信號(hào)不僅含有邊帶信號(hào)，且含有高頻載波信號(hào)。即輸出的調(diào)幅信號(hào)不僅含有邊帶信號(hào)，且含有高頻載波信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)（2 2）集成模擬乘法器的基本原理）集成模擬乘法器的基本原理

24、）（xtocsUuxxytocsuyyu則輸出則輸出：)cos().(21ttocsUkUuoyxxxyx設(shè)：設(shè)：，cos)2(21tyxocsUkUuo若進(jìn)一步濾除若進(jìn)一步濾除2 2成分，則輸出為：成分，則輸出為：ocsuyx0UKU21 可見，同步檢波、鑒頻、鑒相都是輸入同頻正弦波，可見，同步檢波、鑒頻、鑒相都是輸入同頻正弦波，只是相位上有所區(qū)別，便能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的特定功能。只是相位上有所區(qū)別，便能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的特定功能。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí) MC1496MC1496模擬乘法器，其內(nèi)部電路如圖所示。電路中采用了以反極性方式連接模擬乘法器，其內(nèi)部電路如圖所示。電路中采用了以反極性方式連接

25、的兩組差分對(duì)（的兩組差分對(duì)（Q1Q1Q4Q4），且這兩組差分對(duì)的恒流源管（），且這兩組差分對(duì)的恒流源管（Q5Q5、Q6Q6）又組成了一個(gè)）又組成了一個(gè)差分對(duì)，因而亦稱為雙差分對(duì)模擬乘法器。其典型用法是：、腳間接一路輸差分對(duì)，因而亦稱為雙差分對(duì)模擬乘法器。其典型用法是：、腳間接一路輸入（稱為上輸入入（稱為上輸入uxux），、腳間接另一路輸入（稱為下輸入），、腳間接另一路輸入（稱為下輸入uyuy），、腳分），、腳分別經(jīng)由集電極電阻別經(jīng)由集電極電阻R Rc c 接到正電源接到正電源12V 12V 上，并從、腳間取輸出上，并從、腳間取輸出uouo。、腳。、腳間接負(fù)反饋電阻間接負(fù)反饋電阻R Rt t。腳

26、到地之間接電阻。腳到地之間接電阻R RB B，它決定了恒流源電流，它決定了恒流源電流I7I7、I8 I8 的數(shù)的數(shù)值，典型值為值，典型值為6.8k6.8k。腳接負(fù)電源。腳接負(fù)電源-8V-8V。、腳懸空不用。由于兩。、腳懸空不用。由于兩路輸入路輸入uxux、uyuy 的極性皆可取正或負(fù)，因而稱之為四象限模擬乘法器。的極性皆可取正或負(fù)，因而稱之為四象限模擬乘法器。 MC1496MC1496內(nèi)部電路內(nèi)部電路MC1496封裝圖封裝圖三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)知識(shí)實(shí)驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)用MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制電路構(gòu)成的振幅調(diào)制電路 Mc1496調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制平衡調(diào)節(jié)調(diào)制平衡調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)制信號(hào)輸入端口調(diào)制信

27、號(hào)輸入端口增益調(diào)整電阻增益調(diào)整電阻偏置調(diào)整電阻偏置調(diào)整電阻調(diào)制信號(hào)輸出端口調(diào)制信號(hào)輸出端口載波信號(hào)輸入端口載波信號(hào)輸入端口載波平衡調(diào)節(jié)載波平衡調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)程 a a、注意安全操作規(guī)程，確保人身安全、注意安全操作規(guī)程，確保人身安全注意人身安全和儀器設(shè)備的安全注意人身安全和儀器設(shè)備的安全為了防止器件損壞，在切斷實(shí)驗(yàn)電路板上的電源后才能改接電路。為了防止器件損壞，在切斷實(shí)驗(yàn)電路板上的電源后才能改接電路。調(diào)換儀器時(shí)應(yīng)切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源。調(diào)換儀器時(shí)應(yīng)切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源。 逐步養(yǎng)成用右手進(jìn)行單手操作的習(xí)慣。逐步養(yǎng)成用右手進(jìn)行單手操作的習(xí)慣。 b b、愛護(hù)儀器設(shè)備、愛護(hù)儀器設(shè)備儀器在使用過程中，不

28、必經(jīng)常開關(guān)電源。儀器在使用過程中，不必經(jīng)常開關(guān)電源。切忌切忌無(wú)目的的撥弄儀器面板上的開關(guān)和按鈕。無(wú)目的的撥弄儀器面板上的開關(guān)和按鈕。儀器設(shè)備出現(xiàn)問題，請(qǐng)向老師尋求幫助，儀器設(shè)備出現(xiàn)問題，請(qǐng)向老師尋求幫助，請(qǐng)勿請(qǐng)勿隨便調(diào)換配件。隨便調(diào)換配件。注意儀表允許安全電壓（或電流），切勿超過！注意儀表允許安全電壓（或電流），切勿超過！ 當(dāng)被測(cè)量的大小無(wú)法估計(jì)時(shí)，應(yīng)從儀表的最大量程開始測(cè)試，然當(dāng)被測(cè)量的大小無(wú)法估計(jì)時(shí)，應(yīng)從儀表的最大量程開始測(cè)試，然后逐漸減小量程。后逐漸減小量程。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能1 1、實(shí)驗(yàn)用、實(shí)驗(yàn)用模擬乘法器模擬乘法器MC1496MC1496的直流調(diào)制特性測(cè)量的直流調(diào)制特性

29、測(cè)量 為使模擬乘法器的工作正常，需對(duì)其內(nèi)部的兩對(duì)差分放大器進(jìn)行平衡（即為使模擬乘法器的工作正常，需對(duì)其內(nèi)部的兩對(duì)差分放大器進(jìn)行平衡（即輸入失調(diào)電壓）調(diào)整，使輸入輸入失調(diào)電壓）調(diào)整，使輸入Vi=0時(shí)，時(shí)，Vo=0。測(cè)試電路框圖如圖所示。測(cè)試電路框圖如圖所示。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備備 選定實(shí)驗(yàn)電路模塊，連接選定實(shí)驗(yàn)電路模塊，連接+12V+12V、-8V-8V與地與地載波載波VcVc=200KHZ/80-100mV=200KHZ/80-100mV。調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)U U=2KHZ/200-300mV=2KHZ/200-300mV載波輸入失調(diào)電壓（平衡調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)載波輸入失調(diào)電壓（平衡調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié) 用調(diào)制信號(hào)源輸

30、出用調(diào)制信號(hào)源輸出V V=2KHZ/300mV=2KHZ/300mV的調(diào)制信號(hào)加到的調(diào)制信號(hào)加到IN2IN2端端 （IN1IN1端開路），端開路），并用示波器并用示波器 CH2 CH2 監(jiān)測(cè)輸出端監(jiān)測(cè)輸出端（OUTOUT）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器 Rp2 Rp2 使此時(shí)輸出端使此時(shí)輸出端（OUTOUT）的輸出信號(hào)（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）為）的輸出信號(hào)（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）為0 0或最小。然后斷開調(diào)制信號(hào)或最小。然后斷開調(diào)制信號(hào)源源, ,并保持并保持Rp2Rp2始終不再變動(dòng)。始終不再變動(dòng)。 調(diào)制輸入失調(diào)電壓（平衡調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)調(diào)制輸入失調(diào)電壓（平衡調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié) 把載波信號(hào)源輸

31、出的把載波信號(hào)源輸出的VcVc=200KHZ/80-100mV=200KHZ/80-100mV的調(diào)制信號(hào)加到的調(diào)制信號(hào)加到IN1IN1端端 （IN2IN2端端開路），并用示波器開路），并用示波器 CH2 CH2 監(jiān)測(cè)輸出端監(jiān)測(cè)輸出端（OUTOUT）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器 Rp1 Rp1 使使此時(shí)輸出端（此時(shí)輸出端（OUTOUT）的輸出信號(hào)（稱為載波輸入端饋通誤差）為）的輸出信號(hào)（稱為載波輸入端饋通誤差）為0 0或最小?；蜃钚?。MC1496MC1496模擬乘法器的直流調(diào)制特性測(cè)量模擬乘法器的直流調(diào)制特性測(cè)量 1)1)保持載波保持載波IN1IN1端輸入信號(hào)不變，用萬(wàn)用表測(cè)端輸

32、入信號(hào)不變，用萬(wàn)用表測(cè)A A、B B端電壓，用示波器觀察調(diào)制器端電壓，用示波器觀察調(diào)制器輸出（輸出（OUTOUT）端點(diǎn)的信號(hào)）端點(diǎn)的信號(hào) 2)2)按表所列數(shù)據(jù)按表所列數(shù)據(jù), , 即以即以0.1V0.1V為步長(zhǎng)，調(diào)整為步長(zhǎng)，調(diào)整Rw1Rw1電位器，改變模擬乘法器電位器，改變模擬乘法器1 1腳與腳與4 4腳腳之間的直流電壓（之間的直流電壓（VABVAB），用示波器觀察調(diào)制器輸出（），用示波器觀察調(diào)制器輸出（OUTOUT）端點(diǎn)的信號(hào)，并將測(cè)）端點(diǎn)的信號(hào)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于表中。量數(shù)據(jù)記錄于表中。 VAB（mV）-400-300-200-1000100200300400Vo(p-p)K根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根

33、據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依公式：依公式：Vo=Vo=KVKVABABV VC C(t(t) ,) ,算出算出14961496模擬乘法器的直流調(diào)制比例系模擬乘法器的直流調(diào)制比例系數(shù)，并畫出調(diào)制特性曲線。數(shù)，并畫出調(diào)制特性曲線。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能2 2、AMAM調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與時(shí)域和頻域波形測(cè)試：調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與時(shí)域和頻域波形測(cè)試： 音頻信號(hào)音頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器高頻信號(hào)高頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器mc1496調(diào)制器調(diào)制器示波器示波器IN2IN2IN1IN1OUTOUT測(cè)試電路框圖如圖所示。測(cè)試電路框圖如圖所示。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備備 載波信號(hào)載波信號(hào)200KHZ/80-100mV200KHZ/80-100mV

34、，加，加至載波輸入端至載波輸入端IN1IN1調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)U U=2KHZ/200-300mV=2KHZ/200-300mV加加至調(diào)制器輸入端至調(diào)制器輸入端IN2.IN2. 以調(diào)制信號(hào)作雙蹤示波器的以調(diào)制信號(hào)作雙蹤示波器的“CH1”CH1”同步。同步。 用示波器用示波器“CH2CH2”觀察觀察“AM-OUT”AM-OUT”點(diǎn)輸出信號(hào)的點(diǎn)輸出信號(hào)的時(shí)域和頻域波形，記錄測(cè)試結(jié)果，如圖要求所示。時(shí)域和頻域波形，記錄測(cè)試結(jié)果，如圖要求所示。 依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算出此條件下的依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算出此條件下的AMAM信號(hào)信號(hào)的調(diào)制度的調(diào)制度m= ? m= ? 說(shuō)明什么是說(shuō)明什么是AMAM調(diào)制？調(diào)制？

35、調(diào)調(diào)RP1RP1使使VAB=300mVVAB=300mV三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能、AMAM調(diào)制信號(hào)的調(diào)制度控制與波形測(cè)試：調(diào)制信號(hào)的調(diào)制度控制與波形測(cè)試： 音頻信號(hào)音頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器高頻信號(hào)高頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器mc1496調(diào)制器調(diào)制器示波器示波器IN2IN2IN1IN1OUTOUT測(cè)試電路框圖如圖所示。測(cè)試電路框圖如圖所示。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備備 保持以上設(shè)置于實(shí)驗(yàn)條件不變。保持以上設(shè)置于實(shí)驗(yàn)條件不變。載波信號(hào)載波信號(hào)200KHZ/80-100mV200KHZ/80-100mV，加至，加至載波輸入端載波輸入端IN1IN1調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)U U=2KHZ/300mV=2KHZ/300mV加至

36、調(diào)加至調(diào)制器輸入端制器輸入端IN2.IN2. 保持載波信號(hào)幅度不變。適當(dāng)增加或減小調(diào)制保持載波信號(hào)幅度不變。適當(dāng)增加或減小調(diào)制信號(hào)的幅度，用示波器觀察波的調(diào)制系數(shù)信號(hào)的幅度，用示波器觀察波的調(diào)制系數(shù)m m變變化，說(shuō)明化，說(shuō)明m m與調(diào)制信號(hào)幅度的關(guān)系。與調(diào)制信號(hào)幅度的關(guān)系。 保持保持調(diào)制信號(hào)的幅度為定值（如調(diào)制信號(hào)的幅度為定值（如200mV 200mV ）, ,適適當(dāng)調(diào)整平衡電位器當(dāng)調(diào)整平衡電位器Rp1Rp1（增大或減小電阻），用示（增大或減小電阻），用示波器觀察調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)波器觀察調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)m m變化，比較兩種控制變化，比較兩種控制方式的靈敏度。方式的靈敏度。? ? 若使若使AMA

37、M波的調(diào)制波的調(diào)制m=80%m=80%，應(yīng)如何操作，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)證明，并，應(yīng)如何操作，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)證明，并記錄滿足此要求時(shí)的調(diào)制信號(hào)記錄滿足此要求時(shí)的調(diào)制信號(hào)U U的幅值與直流電壓的幅值與直流電壓V VABAB的伏值。的伏值。 適當(dāng)調(diào)整適當(dāng)調(diào)整U U的幅度或的幅度或Rp1Rp1阻值阻值, ,使使m100% m100% ，再適當(dāng)調(diào)，再適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器的節(jié)示波器的“伏伏/ /格格”與與“秒秒/ /格格”旋鈕，觀察并記錄全載波振旋鈕，觀察并記錄全載波振幅調(diào)制信號(hào)過調(diào)制時(shí)，過零點(diǎn)出的波形特點(diǎn)。幅調(diào)制信號(hào)過調(diào)制時(shí)，過零點(diǎn)出的波形特點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能4 4、DSBDSB調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與時(shí)域和頻域波形測(cè)

38、試：調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生與時(shí)域和頻域波形測(cè)試： 音頻信號(hào)音頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器高頻信號(hào)高頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器mc1496調(diào)制器調(diào)制器示波器示波器IN1IN1IN2IN2OUTOUT測(cè)試電路框圖如圖所示。測(cè)試電路框圖如圖所示。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備備 選定實(shí)驗(yàn)電路模塊，連接選定實(shí)驗(yàn)電路模塊，連接+12V+12V與地與地調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Rp1Rp1使使VAB=0VVAB=0V。載波信號(hào)載波信號(hào)200KHZ/80-100mV200KHZ/80-100mV，加至載，加至載波輸入端波輸入端“IN1”IN1”調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)U U=2KHZ/300mV=2KHZ/300mV加至調(diào)制加至調(diào)制器輸入端器輸入端“IN2”.IN2”. 以

39、調(diào)制信號(hào)作雙蹤示波器的以調(diào)制信號(hào)作雙蹤示波器的“CH1”CH1”同步。同步。 用示用示波器波器“CH2CH2”觀察觀察“AM-OUT”AM-OUT”點(diǎn)輸出信號(hào)的時(shí)域和頻點(diǎn)輸出信號(hào)的時(shí)域和頻域波形，記錄測(cè)試結(jié)果，如圖要求所示。域波形，記錄測(cè)試結(jié)果，如圖要求所示。 說(shuō)明什么是調(diào)制？說(shuō)明什么是調(diào)制？ 觀察并記錄此時(shí)觀察并記錄此時(shí)DSBDSB調(diào)制信號(hào)過零點(diǎn)出的波形特調(diào)制信號(hào)過零點(diǎn)出的波形特點(diǎn)。點(diǎn)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低解調(diào)是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號(hào)的過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜頻調(diào)制信號(hào)的過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過程，

40、是將高頻端的信號(hào)頻譜搬移到低頻端，的線性搬移過程，是將高頻端的信號(hào)頻譜搬移到低頻端，解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對(duì)應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對(duì)應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于不同的解調(diào)方式。不同的解調(diào)方式。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)振幅振幅調(diào)制調(diào)制過程過程 解解調(diào)調(diào)過過程程 AMAM調(diào)制調(diào)制( (全載波全載波) ) DSBDSB調(diào)制調(diào)制 SSBSSB調(diào)制調(diào)制包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 同步檢波同步檢波 峰值包絡(luò)檢波峰值包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波 乘積型同步檢波乘積型同步檢波 疊加型同步檢波疊加型同步檢波 三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)7.17.1調(diào)幅波解調(diào)的方法調(diào)幅波解調(diào)的方法-包絡(luò)檢波法包絡(luò)檢波法 非線性電路非線性電路低通濾波器低通濾波器t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波調(diào)幅波頻譜調(diào)幅波頻譜c+c- - c檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t輸出信號(hào)頻譜輸出信號(hào)頻譜 二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡(jiǎn)單、最常用的一種電路。它適合于解二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡(jiǎn)