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集成乘法器幅度调制与解调实验

冬至子 来源:AuroraBoys 作者:AuroraBoys 2023-11-08 15:38 次阅读

一、实验目的

1.掌握振幅调制的工作原理

2.掌握用MCl496集成interwetten与威廉的赔率体系 乘法器来实现AM和DSB调制的方法,并研究已调波与调制信号、载波之间关系;

3.掌握在示波器上测量调幅系数的方法;

4.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。

二、实验原理

集成乘法器幅度调制电路模块主要由MC1496组成,其电路原理图如图4-1所示。

图中,1W02用来调节(1)、(4)端之间的平衡,1W03用来调节(8)、(10)端之间的平衡。1K01开关控制(1)端是否接入直流电压,当1K01置“左侧”时,1496的(1)端接入直流电压,其输出为普通调幅波AM,调整1W01,可改变调幅波的调制度。

当1K01置“右侧”时,其输出为抑制载波双边带调幅波DSB。晶体管1Q01为射极跟随器,以提高调制器的带负载能力。

图片

图4-1 MC1496组成的调幅实验电路

集成乘法幅度调制电路在模块中的单元标号为7,位于该子板卡上的左部,如图4-2所示。

图片

图4-2 集成乘法器幅度调制电路子板卡(左部)

三、实验内容

1.用示波器观察正常的调幅波AM波形,再测量其调幅系数;

2.用示波器观察集成模拟乘法器调幅电路的输入失调电压调节、直流调制特性测量;;

3.用示波器观察平衡调幅波(抑制载波的双边带DSB)的波形

4.用示波器观察调制信号为方波和三角波时的调幅波波形。

四、实验步骤

(一)模块上电

将集成乘法器幅度调制和解调子板接通电源。

(二)输入失调电压的调整(交流馈通电压的调整)

1.调制信号源:低频信号源(1KHz,500mV,正弦波);
2.载波源:DDS信号源(2MHz,500mV);
3.输入失调调零,使相乘器调整为平衡状态。将1K01置双边带侧,把调制信号加到1P02,不加载波信号,调节1W03,监测1TP03的输出波形幅度最小;然后,把载波源输出的信号加到1P01,不加音频信号,调节1W02,监测1TP03的输出波形幅度最小。

(三)观察DSB信号波形

1.将DDS信号源输出的载波接入1P01,音频调制信号接入1P02。示波器CH1接调幅输出端1TP03,即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图4-3所示,如果观察到的DSB波形不对称,应微调1W02电位器

图片

图4-3 DSB信号输出波形 图4-4 载频较低的DSB信号输出波形

2.DSB信号反相点观察

为了清楚地观察双边带信号过零点的反相,必须降低载波的频率。将载波设为100KHz,500mV。调制信号仍为1KHz,幅度500mV。增大示波器X轴扫描速率,仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB信号,过零点时刻的波形应该反相,如图4-4所示。

3.DSB信号波形与载波波形的相位比较

将示波器CH1改接1TP01点,CH2接1TP03,比较输入载波波形与输出DSB波形的两者相位,发现在调制信号正半周期间同相,在调制信号负半周期间反相。

(四)测量AM(普通调幅)波形

1.AM波形观测

在保持输入失调电压调节基础上,将1K01置“普通调幅”侧。载波(2MHz、500mV),调制信号(1KHz、500mV)。示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03,即可观察到正常的AM波形,如图7-5所示。需要同时调节调制信号和载波信号的频率及幅度,当载波信号的频率调节到10KHz的情况下,波形就如图4-5所示。

图片

图4-5 正常的AM输出波形

(1)调整电位器1W01,可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时,改变音频调制信号的频率及幅度,输出波形随之变化。

图4-6为用示波器测出的正常调幅波波形:

图片

图4-6 AM正常输出波形

(2)在AM正常波形调整的基础上,改变1W03,可观察到调制度不对称的情形,最后仍调到调制度对称的情形。图4-7为用示波器测出的不对称调幅波波形:

图片

图4-7 AM不对称波形输出

(3)在上述实验的基础上,即载波2MHz(幅度500mV),音频调制信号1KHz(幅度500mV),示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03。调整1W01使调制度为100%,然后增大音频调制信号的幅度,可以观察到过调制时AM波形,并与调制信号波形作比较。图4-8为调制度为100%和过调制的AM波形:

(4)保持调制信号输入不变,逐步增大载波幅度,并观察输出已调波形。可以发现:当载波幅度增大到某值时,已调波形开始有失真;而当载波幅度继续增大时,已调波形包络出现模糊。最后把载波幅度复原(500mV)。

2.调制信号为三角波和方波时的调幅波观察

保持载波不变,将调制信号改为三角波(峰-峰值500mV)或方波(500mV),改变其频率,观察已调波形的变化,调整1W01,观察输出波形调制度的变化。图4-9为调制信号为三角波时的调幅波形。

图片

图4-8 AM 100%调制及过调制波形

图片

图4-9 AM三角波调制波形输出

3.调制度Ma的测量

图片

图4-10 AM调制度的测量

通过直接测量调制包络来测出Ma。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2。调节时间基准显示几个周期的调幅波波形,如图4-10所示。根据Ma的定义,测出A、B,即可得到Ma。

图片

五、实验报告

1.整理实验数据,绘制波形,给出相应的结论;

图片

图片

DSB输出波形

图片

图片

正常AM调幅波输出波形 AM不对称波形输出

图片

AM100%调制波形

2.画出DSB波形和Ma=100%时的AM波形,比较两者的区别。

图片

图片

由图可知DSB波形和AM调制波形的区别如下:

时域:调制信号波形与AM的包络相同,而与DSB的不同;
频域:AM信号包含有载波、上下边带;
DSB仅有上下边带而无载波;
上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等。

3.AM波的解调与DSB的解调

图片

Ma=30%解调波形

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Ma=100%解调波形

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Ma>100%解调波形

图片

DSB解调波形

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