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实验四幅度调制及调幅波的解调
2014141049 14电子郑敏诺
一、实验目的
,并研究已调波与二输入信号的关系。
。
,掌握用集成电路实现同步检波的方法。
,检波效率及波形失真;掌握二极管包络检波法。
,学会分析实验现象。
三、实验仪器
CS-4135A 一台
DG1022 一台
VC88E 一台
G3 一块

四、实验原理及电路说明
(一)利用集成模拟乘法器实现幅度调制
幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化
与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号, 图4-1 1496芯片内部电路图
低频信号为调制信号,调幅器即为产生调幅信号的装置。
本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器,图4-1为1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由V1-V4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5、V6的恒流源。进行调幅时,载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端,即引脚的①、④之间,②、③脚外接1KΩ电阻,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚⑹、⑿之间)输出。
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图4-2所示,图中RP1用来调节引出脚①、④之间的平衡,RP2用来调节⑧、⑩脚之间的平衡,三极管V为射极跟随器,以提高调幅器带负载的能力。

图4-2 1496构成的调幅器
根据相乘器的原理,当载波信号为:VC ( t ) = VC Sinwc ( t ) (1)
调制信号为:VS ( t ) = VS SinW ( t ) (2)
并假定两信号输入端均处于平衡状态,那么其输出信号为;
Vo (t) = kVC (t)·VS ( t ) = kVS·VCSinwct·SinW t
= kVS·VC[cos(wc-W)t-cos(wc+W)t] (3)
式中k为相乘器的乘法因子,可用实验测得,本实验中k=70。从(3)式不难看出,该输出信号中只含有两边频分量而不含载频分量,因此它是一个抑制载波的双边带调幅信号。
如果调制信号输入端不平衡,即V①④≠0 ,那么加在引出脚①、④之间的信号为:
V¢s (t) = V①④+Vs(t) = V①④+VsSinW t (4)
于是输出信号就为:
Vo (t) = kVC (t)·V¢S ( t ) = kVCSinwct (V①④+VsSinW t)
= kVC V①④(1+mSinW t)·Sinwct (5)
式中: (6)
为调幅系数理论计算公式。
由(5)式可以看出,这是一个全载波调幅信号,它含有三个频率分量,即载频及两个边频分量。
由此可见,当相乘器的调制信号输入端不平衡时,相当于在平衡的调制信号输入端垫上一个直流电压,此时若在载波信号输入端加上一个高频信号,即可实现全载波调幅,其调幅系数由调制信号的振幅Vs及直流电压V①④的大小决定,若改变Vs或V①④均可达到改变调幅系数的目的。
调幅波调幅系数m的大小可以由(6)式来计算,也可以用示波器来测量,如图4-3所示,若测得调幅波的峰—峰值为,其谷—谷值为, 则: (7)



图 4-3 调幅系数m的测量
(二)调幅波的解调电路
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波法(非相干解调)和同步检波法(相干解调)。
1. 二极管包络检波器
适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程,它具有电路简单,易于实现的特点。实验电路如图4-4所示,主要由二极管D及RC低通滤波器组成,它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波。所以RC时间常数选择很重要, RC时间常数过大, 则会产生对角切割失真。RC时间常数太小,高频分量会滤不干净。

图4-4 二极管包络检波器
综合考虑要求满足下式:
其中: m为调幅系数,fO为载波频率,Ω为调制信号角频率。

图中A对输入的调幅波进行幅度放大(满足大信号的要求),D是检波二极管,R4、C2、C3滤掉残余的高频分量,R5、和RP