深圳大學(xué)高頻電路振幅調(diào)制器實(shí)驗(yàn)

1、深圳大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：通信電子線路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱:振幅調(diào)制器學(xué)院:專業(yè):指導(dǎo)教師:張金鳳報(bào)告人：高源 學(xué)號(hào)：2011130315班級(jí)： 3實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間：教務(wù)部制、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握在示波器上測(cè)量調(diào)幅系數(shù)的方法。2通過實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3掌握用MC1496來實(shí)現(xiàn)AM和DSB-SC的方法，并研究已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)、載波之間 的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器萬用表雙蹤示波器AS1637函數(shù)信號(hào)發(fā)生器低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（用作調(diào)制信號(hào)源）實(shí)驗(yàn)板3 （幅度調(diào)制電路單元）三、實(shí)驗(yàn)基本原理1. MC1496 簡(jiǎn)介MC1496是一種四象限模擬相乘器，其內(nèi)部電路以及用作振幅調(diào)制器時(shí)的外部連接

2、如圖5-1所示。由圖可見，電路中采用了以反極性方式連接的兩組差分對(duì)（T1T4）,且這兩組差分對(duì)的恒流源管（ T5、T6）又組成了一個(gè)差分對(duì)，因而亦稱為雙差分對(duì)模擬相乘器。其典型用法是：、腳間接一路輸入（稱為上輸入 v1 ），、腳間接另一路輸入（稱為下輸入 v2），、（12）腳分別經(jīng)由集電極電阻Rc接到正電源+12V上，并從、（12）腳間取輸出 vo。、腳間接負(fù)反饋電阻Rt。腳到地之間接電阻RB，它決定了恒流源電流I7、18的數(shù)值，典型值為 6.8kO°（14）腳接負(fù)電源-8V。、（11）、（13）腳懸空不用。由于兩路輸入v1、 v2的極性皆可取正或負(fù)，因而稱之為四象限模擬相乘器?？梢?/p>

3、證明：因而，僅當(dāng)上輸入滿足v1w VT （26mV）時(shí)，方有:才是真正的模擬相乘器。本實(shí)驗(yàn)即為此例。2.1496組成的調(diào)幅器用MC1496模擬乘法器組成的振幅調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路如圖 4-2所示。圖中，與圖5-1相對(duì)應(yīng)之處是：R8對(duì)應(yīng)于Rt, R9對(duì)應(yīng)于 RB, R3、R10對(duì)應(yīng)于 RC。此外， W1用來調(diào)節(jié)、端之間的平衡，W2用來調(diào)節(jié)、端之間的平衡。此外，本實(shí)驗(yàn)亦利用W1在、端之間產(chǎn)生附加的直流電壓，因而當(dāng) IN2端加入調(diào)制信號(hào)時(shí)即可產(chǎn)生 AM波。晶體管 BG1為射極跟隨器，以提高調(diào)制器的帶負(fù)載能力。圖4 2 1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1由MC1496組成的模擬相乘調(diào)幅器的輸入失調(diào)電

4、壓調(diào)節(jié)、直流調(diào)制特性測(cè)量。2用示波器觀察 DSB-SC波形。3用示波器觀察 AM波形，測(cè)量調(diào)幅系數(shù)。4用示波器觀察調(diào)制信號(hào)為方波時(shí)的調(diào)幅波。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1) .在實(shí)驗(yàn)箱體上插入“高頻實(shí)驗(yàn)板3”模塊。并用連接線將模塊上的 +12V電源輸入端口和地與實(shí)驗(yàn)箱體上提供的+12V輸出端口與地端口接通，-8V電源輸入端口與實(shí)驗(yàn)箱體上提供的-8V輸出端口與地端口接通，檢查無誤后，接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)，此時(shí)實(shí)驗(yàn)板上電源指示燈點(diǎn)亮，即可開始實(shí)驗(yàn)。(2) 調(diào)制信號(hào)源：采用低頻函數(shù)發(fā)生信號(hào)發(fā)生器，其參數(shù)調(diào)節(jié)如下(示波器監(jiān)測(cè))：頻率范圍：1kHz波形選擇：幅度衰減：-20dB輸出峰-峰值：100mV（3

5、）載波源：采用AS1637函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，其參數(shù)調(diào)節(jié)如下：工作方式：內(nèi)計(jì)婁（“工作方式”按鍵左邊 5個(gè)指示燈皆暗，此時(shí)才用作為信號(hào)源）。函數(shù)波形選擇：工作頻率：100kHz輸出幅度（峰-峰值）：10mV2靜態(tài)測(cè)量 載波輸入端（IN1 ）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)把調(diào)制信號(hào)源輸出的調(diào)制信號(hào)加到輸入端IN2 （載波源不加），并用示波器 CH2監(jiān)測(cè)輸出端（OUT ）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器 W2使此時(shí)輸出端（OUT）的輸出信號(hào)（稱為調(diào)制輸入端饋通誤差）最小。然后斷開調(diào)制信號(hào) 源。 調(diào)制輸入端（IN2 ）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)把載波源輸出的載波加到輸入端IN1 （調(diào)制信號(hào)源不加），并用示波器 CH2監(jiān)測(cè)輸出端（OUT

6、）的輸出波形。調(diào)節(jié)電位器 W1使此時(shí)輸出端（OUT）的輸出信號(hào)（稱為載波輸入端饋通誤差）最小。直流調(diào)制特性測(cè)量仍然不加調(diào)制信號(hào)，仍用示波器 CH2監(jiān)測(cè)輸出端（OUT）的輸出波形，并用萬用表測(cè)量 A、B之間的電壓 VAB。 改變 W1以改變VAB，記錄VAB值（由表4.1給出）以及對(duì)應(yīng)的輸出電壓峰-峰值Vo （可用示波器 CH1監(jiān) 測(cè)輸入載波，并觀察它與輸出波形之間的相位關(guān)系）。再根據(jù)公式：Vo二KVabVcp計(jì)算出相乘系數(shù)k值，并填入表1需要指出，對(duì)乘法器，有 Z = Kxy，在這里有Vo = KVcV（相應(yīng)地是 OUT、IN1、IN2端電壓）。因此， 當(dāng)V Q =0時(shí)，即使Vc豐0，仍應(yīng)有

7、Vc=0。若Vc豐0，則說明 MC1496的、輸入端失調(diào)。于是應(yīng)調(diào)節(jié) Rp1 來達(dá)到平衡，這就是上面實(shí)驗(yàn) （1）的做法。上面實(shí)驗(yàn)（2）的調(diào)制平衡調(diào)節(jié)，意義與相同。另一方面，在下面的實(shí)驗(yàn)中，又要利用對(duì)Rp1的調(diào)節(jié)來獲得直流電壓，把它先與V Q相加后再與Vc相乘，便可獲得 AM調(diào)制。這與“失調(diào)”是兩個(gè)完全不同的概念，請(qǐng)勿混淆。3. DSB- SC （抵制載波雙邊帶調(diào)幅）波形觀察在IN1、IN2端已進(jìn)行輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)（對(duì)應(yīng)于W2、W1的調(diào)節(jié)）的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行 DSB-SC測(cè)量。 DSB-SC信號(hào)波形觀察示波器CH1接調(diào)制信號(hào)（可用帶“鉤”的探頭接到IN2端旁的接線上），示波器CH2接OUT端，即可

8、觀察到調(diào)制信號(hào)及其對(duì)應(yīng)的DSB-SC信號(hào)波形。 DSB-SC信號(hào)反相點(diǎn)觀察增大示波器 X軸掃描速率，仔細(xì)觀察調(diào)制信號(hào)過零點(diǎn)時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的DSB-SC信號(hào)，能否觀察到反相點(diǎn)？4. AM （常規(guī)調(diào)幅）波形測(cè)量 AM正常波形觀察在保持 W2已進(jìn)行載波輸入端（IN1 ）輸入失調(diào)電壓調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，改變W1，并觀察當(dāng)VAB從-0.4V變化到+0.4V時(shí)的AM波形（示波器 CH1接IN2， CH2接OUT）。可發(fā)現(xiàn)：當(dāng)AB V增大時(shí)，載波振幅增大，因 而調(diào)制度 m減?。欢?dāng) VAB的極性改變時(shí)，AM波的包絡(luò)亦會(huì)有相應(yīng)的改變。當(dāng)VAB= 0時(shí)，則為DSB-SC波。記錄任一 m<1時(shí)VAB值和AM 波形，最

9、后再返回到 VAB= 0.1V的情形。（2）100 %調(diào)制度觀察在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上（示波器CH1仍接IN2 , CH2仍接OUT）,逐步增大調(diào)制信號(hào)源輸出的調(diào)制信號(hào)幅度，可觀察到 100%調(diào)制時(shí)的 AM波形。增大示波器 X軸掃描速率，可仔細(xì)觀察到包絡(luò)零點(diǎn)附近時(shí)的波形（建議用 AM波形（CH2）觸發(fā)，X軸掃描用0.1ms檔；待波形穩(wěn)定后，再按下“m*10MAG ”按鈕擴(kuò)展）。（3）過調(diào)制時(shí)的AM波形觀察 繼續(xù)增大調(diào)制信號(hào)源輸出的調(diào)制信號(hào)幅度，可觀察到過調(diào)制時(shí)的AM波形，并與調(diào)制信號(hào)波形作比較。 調(diào)Rp1使VAB= 0.1V逐步變化為-0.1V （用萬用表監(jiān)測(cè)），觀察在此期間 AM波形的變化，并把

10、 VAB 為-0.1V時(shí)的AM 波形與 VAB為0.1V時(shí)的AM 波形作比較。當(dāng) VAB= 0時(shí)是什么波形？ 最后調(diào)到 m<1時(shí)的AM波形。（4）上輸入為大載波時(shí)的調(diào)幅波觀察保持下輸入不變，逐步增大載波源輸出的載波幅度， 并觀察輸出已調(diào)波。可發(fā)現(xiàn)：當(dāng)載波幅度增大到某值（如0.2V 峰-峰值）時(shí)，已調(diào)波形開始有失真（頂部變圓）；而當(dāng)載波幅度繼續(xù)增大到某值（如 0.6V峰-峰值）時(shí)，已調(diào) 波形開始變?yōu)榉讲āＷ詈蟀演d波幅度復(fù)原（ 10mV ）。5上輸入為大載波時(shí)的調(diào)幅波觀察保持下輸入不變，逐步增大載波源輸出的載波幅度，觀察輸出已調(diào)波的變化情況。并回答思考題。最后把載波 幅度復(fù)原（10mV ）。

11、6.調(diào)制信號(hào)為方波時(shí)的調(diào)幅波觀察保持載波源輸出的載波保持不變，但把調(diào)制信號(hào)源輸出的調(diào)制信號(hào)改為方波（峰-峰值為100mV ）,觀察當(dāng)VAB從0.1V變化到-0.1V時(shí)的（已）調(diào)幅波波形。最后仍把VAB調(diào)節(jié)到0.1V。當(dāng)VAB= 0時(shí)是什么波形？六.數(shù)據(jù)記錄與處理1.直流調(diào)制特性測(cè)量Vab(V)-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4Vo (V)0.2320.1720.1160.060.0040.0620.1140.1700.230K(1/V)-58-57.3-58-60oo-62-57-56.7-57直流調(diào)制特性曲線:VAB(V)V0(V)2.波形記錄八VCll 1A 20T

12、ifie S3.2 0>0,0£03.f 0 -IMCmU：i0(?007|4l=MiDn.USDBiiU過調(diào)制時(shí)的AM波形m<1的AM波形RIGOL RlLfr-lE"- - - j - jf Qi 】 ttOm.1 PIG01 5 TOPi J5 O =tiMi的伯5kH芒''' T QCHZ 坦.ftiiFJ 厭沁 2MnU TIri。色恥»帖 CHI" 20-©mU 址如 西創(chuàng)心3死g f 的彷站VAB=C時(shí)的AM波形輸入載波波形與輸出DSB-SC波形的相位比較調(diào)制信號(hào)及其對(duì)應(yīng)的DSB-SC言號(hào)波形七

13、.思考題1由本實(shí)驗(yàn)得出DSB- SC波形與調(diào)制信號(hào)，載波間的關(guān)系。2.解釋在1496組成的調(diào)幅器中，把載波作為上輸入的理由。答：1. DSB-SC波形的包絡(luò)是由調(diào)制信號(hào)與其相位差別180。的波形合成而成的，雙邊帶調(diào)幅信號(hào)不僅其包絡(luò)已不再反映調(diào)制時(shí)波形的變化，而且在調(diào)制信號(hào)波形過零點(diǎn) 處已調(diào)波的調(diào)頻相位有180。的突變。而載波只提供抬高調(diào)制信號(hào)的頻譜的作用。2. 因?yàn)閷?duì)于MC149睞說，僅當(dāng)上輸入滿足 v1 < VT (26mV)時(shí)，方有：叫=K v2才是真正的模擬相乘器。因此，若用調(diào)制信號(hào)源接到上輸入端時(shí)，V1便大于Vt，便會(huì)使得1496不能真正模擬相乘器，便不能達(dá)到調(diào)制信號(hào)的目的。此外上輸入的幅度變化范圍受到限制，使得其不可能有較大的幅度變化；而下輸 入端的幅度變化范圍則較大，適合調(diào)制信號(hào)源作為輸入端。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、 在實(shí)驗(yàn)觀察中，把調(diào)制器的輸入載波波形與輸出DSB-SC波形的相位進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，在調(diào)制 信號(hào)正半周期間，兩者同相；在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周期間，兩者反向；2、 在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Vab增大的時(shí)，載波振幅增大，因而調(diào)制度 m減小；而當(dāng)Vab的極性改 變時(shí)，AM波的包絡(luò)亦會(huì)有相應(yīng)的改變；當(dāng) Vab=0時(shí)，該AM波為DSB-SC波3、輸出信號(hào)是一個(gè)高頻