课程名称：    高频电子线路     

   

     题   目：   幅度调制及解调实验

         

学生姓名：                          

专    业：     电子信息科学与技术    

班    级：                          

学    号：                          

指导教师：                          

日    期：  2013  年  6  月  18  日

幅度调制及解调实验

一、实验目的

1、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理。

2、将幅度调制器电路和解调器电路联合起来实验，进一步掌握调制和解调的基本方法。

3、掌握用集成模拟乘法器构成的调幅电路的原理及特点，掌握用集成电路实现同步检波的方法。

4、掌握调幅系数的测量与相应的波形特点。

5、了解大信号峰值包络检波的过程、波形和指标测量。

二、实验原理及电路说明

（一）调制

1、幅度调制的一些概念

幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。概念：调幅系数m=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin），如下图1、2。

图1 普通调幅波

图2 抑止载波双边带调幅波

2、实验电路说明

MC1496构成的调幅器电路图如图3所示。

图3 MC1496构成的调幅器电路

（二）检波实验原理

检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。全载波振幅调制信号用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号采用同步检波方法。

1、二极管包络检波的工作原理

当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。如下图4、5所示：

图4 二极管包络检波电路与仿真图

图5 二极管包络检波可调开关电路图

2、同步检波

同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。

外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式，框图6如下，电路图如图7所示：

图6 同步检波器方框图

图7 同步检波电路图

（3）实验用仪器及材料

l  双踪示波器

l  实验箱及幅度调制、解调模块

l  高频信号发生器

l  万用表

三、实验内容及步骤

（1）普通调幅

1、接通电源（+12V，-8V）；

2、调节高频信号源使其产生fc=10MHz幅度为200mV左右的正弦信号作为载波接到幅度调制电路输入端TP1，从函数波发生器输出频率为=1KHz左右幅度为600mV左右的正弦调制信号到幅度调制电路输入端TP2，示波器接幅度调制电路输出端TP3；

3、反复调整的幅度和W及C5使之出现合适的调幅波，观察其波形并测量调制系数m；

4、调整的幅度和W及C5，同时观察并记录m< 1、m=1及m>1时的调幅波形；

5、在保证fc、和Ucm一定的情况下测量m—UΩm曲线。

（2）二极管包络检波

1、解调实验：解调全载波调幅信号

  （1）从P1端输入载波频率fc=10MHz、调制信号频率=1KHz左右、uo=1.5V左右的调幅波，K1接C1，K2接负载电阻R3，用示波器测量检波器电压传输系数Kd。

  (2)观察并记录不同的检波负载对检波器输出波形的影响

2、同步检波器

1）从高频信号源输出fc=10MHz、uc=200mV的正弦信号到幅度解调电路的P1端作为同步信号；

2）从幅度解调电路的P2 端依次输入载波频率fc=10MHz，=1KHz ，us =1V左右，调制度分别为m=0.3、m=1及m>1的调幅波。分别记录解调输出波形，并与调制信号相比较；

3）将抑制载波的调幅波加至P2端，观察并记录解调输出波形，并与调制信号相比较

四、实验报告要求

1、画出 m——的调幅特性曲线。

2、整理数据, 观察并分析波形的变化情况

五、结果分析

    这次实验出现了干扰，但是实验出现误差肯定是有的，我们要把误差降到最低，懂得消减误差。

第二篇：实验二 幅度调制与解调的实验研究

实验二  幅度调制与解调的实验研究

一、实验目的

1．掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路工作原理及特点。

2．学习调制系数m及调制特性(m～U_Ωm关系曲线)的测量方法，了解m<1和m=1及m>1时调幅波的波形特点。

3．了解大信号峰值包络检波器的工作过程，学习检波器电压传输系数的测量方法。

4．研究检波器的负载参数R_LD、C和R_LA对检波性能的影响。观察和了解检波器产生负峰切割失真和惰性失真的波形特点和原因。

二、实验原理

1．幅度调制

根据调制原理可知，就频率域而言，调幅的实质是一种频谱的搬移过程，即将调制信号频谱线性地搬移到载频两侧；就时间域而言，调幅则视为调制信号与载波信号的乘积。因而，在低电平调制时，可用模拟乘法电路将调制信号与载波相乘实现调幅。

设调制信号为，载波信号为，两个信号同时加到模拟乘法器上，则模拟乘法器输出为

                      (2-6)

式中，K为乘法器的乘积系数。

显然，(2-6)式为一个抑制载波的双边带调幅信号(SC-DSB)，欲实现单边带调幅信号(SSB)，可在SC-DSB信号的基础上，采用边带滤波方法，滤除一个边频(带)，或者采用移相法直接产生SSB信号。

若利用模拟乘法器产生普通调幅波，可将调制电压u_Ω和某一个直流电压叠加后再与载波电压u_c一起作用于乘法器，则乘法器输出信号将是一个普通调幅波(AM)，普通调幅波的振幅包络形状与调制信号波形相同，此时有

         (2-7)

2．调幅波解调

调幅波解调也称为检波，它是调幅的逆过程。检波的方法分为包络检波和同步检波，本实验研究的是二极管包络检波的有关问题。

就二极管包络检波器工作原理而言，当检波器输入高频等幅波幅度大于(0.5～0.7)V时，即为大信号峰值包络检波状态。图2-3为二极管包络检波器的原理电路。由该图可知，当二极管D正向导通时，输入高频信号u_s通过D向电容C充电，充电时间常数为R_DC(R_D为二极管正向导通电阻)；当二极管D截止时，电容C上存储的电荷通过电阻R_LD放电，放电时间常数为R_LDC。通常有R_D << R_LD ，所以对电容C而言，充电快、放电慢。因此，经过若干个高频周期之后，检波器输出电压u_o在充放电过程中逐渐建立起来，随着u_o逐步上升，二极管D的导通时间逐渐缩短，当电容C的充放电过程达到动态平衡时，输出电压的平均值近乎为直流电压，即与输入等幅波振幅包络相同，从而实现了幅度检波。当检波器输入为普通调幅波时，只要检波器的参数选择合适，同样可以得到与输入调幅波振幅包络相似的检波输出电压。

三、实验电路说明

幅度调制与检波实验电路如图2-4所示。图中虚线左边为调幅器，利用模拟乘法器MC1496可产生普通调幅波或抑制载波的双边带调幅波；虚线右边是大信号峰值包络检波器，可进行普通调幅波的解调。为了避免图中并联LC₀回路Q值降低，采用了射极跟随器进行隔离。

四、实验仪器及设备

五、实验内容

1．接通实验板电源，将W₁旋转到最右端或最左端，检波滤波电容接0.01μF时。高频信号源作为载波信号，输出电压U_c=15mV左右，频率f_c=10MHz，用低频信号源作调制信号，输出电压U_Ω=2V左右，频率F=1kHz，两信号接入实验板相应位置，观察普通调幅波的波形①点和检波器输出波形②点，计算出调制系数m值。

调幅波波形：                 

检波器输出波形：

2．改变低频信号源的输出幅度，观察并记录m <1、m =1和m >1时的调幅波形。

m <1

m =1

m >1

结果分析：

3．在高频信号源输出电压U_c=15mV左右，频率f_c= 10MHz，低频信号源频率F=1kHz不变，电容接0.01μF，不接负载电阻R_LA时，改变低频信号源的输出幅度，在m<1的情况下，测量m～U_Ωm曲线。

m～U_Ωm曲线：

结果分析：

4．保持上述条件不变，用示波器分别测量实验板上的①和②点，计算检波器电压传输系数K_d。

结果分析：

5.保持上述条件不变，调整W₁，用示波器观察实验板上的①点波形变化，分析引起波形变化的原因，此时的波形叫什么调幅波。

分析原因：

6．观察并记录不同的检波负载对检波器输出波形的影响。

(1)当U_c=15mV左右，频率f_c=10MHz，改变低频信号源的频率，当f=1kHz和f=10kHz，保持m≈0.5，将W1恢复原来状态，选择不同的检波负载电容接入电路，观察并记录检波器输出②点的波形变化。分析产生波形变化原因。

结果分析：

(2)当U_c=15mV左右，频率f_c=10MHz，改变低频信号源的频率，当f=1kHz和f=10kHz，保证m≈0.5时，检波负载电容接0.01μF时，观察并记录不同的外接负载电阻R_LA对检波器输出波形的影响。

结果分析：

六、实验报告要求

1．如果m=0.5、R_LD=5.1kΩ、F =1kHz，试估算一下本实验不产生惰性失真和负峰切割失真时，电路中电容C和电阻R_LA值应各为多少？

2．根据实验电路中给定的元件参数，计算MC1496的偏置电流I₅。

3．有何心得体会及对实验的改进建议？