深圳大学实验报告课程名称:高频电路实验项目名称:振幅调制器学院:信息工程专业:通信工程指导教师:罗雪晖报告人:王志鹏学号:2012130200 班级:通信2班实验时间:2014.6.7实验报告提交时间:2014.6.19教务处制一、实验目的1.掌握在示波器上测量调幅系数的方法。
2.通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。
3.掌握用MC1496 来实现AM 和DSB-SC的方法,并研究已调波与调制信号、载波之间的关系。
二、实验设备与仪器万用表双踪示波器AS1637函数信号发生器低频函数信号发生器(用作调制信号源)实验板3(幅度调制电路单元)三、实验基本原理1. MC1496 简介MC1496是一种四象限模拟相乘器,其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图5-1所示。
由图可见,电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对(T1~T4),且这两组差分对的恒流源管(T5、T6)又组成了一个差分对,因而亦称为双差分对模拟相乘器。
其典型用法是:⑻、⑽脚间接一路输入(称为上输入v1),⑴、⑷脚间接另一路输入(称为下输入v2),⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上,并从⑹、⑿脚间取输出vo。
⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。
⑸脚到地之间接电阻RB,它决定了恒流源电流I7、I8的数值,典型值为 6.8kO。
⒁脚接负电源-8V。
⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。
由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负,因而称之为四象限模拟相乘器。
可以证明:因而,仅当上输入满足v1≤VT (26mV)时,方有:才是真正的模拟相乘器。
本实验即为此例。
图5-1 MC1496内部电路及外部连接2.1496组成的调幅器用MC1496模拟乘法器组成的振幅调幅器实验电路如图4-2 所示。
图中,与图5-1 相对应之处是:R8对应于Rt,R9对应于RB,R3、R10对应于RC。
此外,W1用来调节⑴、⑷端之间的平衡,W2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。
此外,本实验亦利用W1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压,因而当IN2 端加入调制信号时即可产生AM 波。
晶体管BG1为射极跟随器,以提高调制器的带负载能力。
图4-2 1496组成的调幅器实验电路四、实验内容1.由MC1496组成的模拟相乘调幅器的输入失调电压调节、直流调制特性测量。
2.用示波器观察DSB-SC波形。
3.用示波器观察AM 波形,测量调幅系数。
4.用示波器观察调制信号为方波时的调幅波。
五、实验步骤1.实验准备(1).在实验箱体上插入“高频实验板3”模块。
并用连接线将模块上的+12V电源输入端口和地与实验箱体上提供的+12V输出端口与地端口接通,-8V电源输入端口与实验箱体上提供的-8V输出端口与地端口接通,检查无误后,接通实验箱上电源开关,此时实验板上电源指示灯点亮,即可开始实验。
(2)调制信号源:采用低频函数发生信号发生器,其参数调节如下(示波器监测):·频率范围:1kHz·波形选择:~·幅度衰减:-20dB·输出峰-峰值:100mV(3) 载波源:采用AS1637函数信号发生器,其参数调节如下: ·工作方式:内计娄(“工作方式”按键左边5个指示灯皆暗,此时才用作为信号源)。
·函数波形选择:~ ·工作频率:100kHz ·输出幅度(峰-峰值):10mV2.静态测量⑴ 载波输入端(IN1)输入失调电压调节把调制信号源输出的调制信号加到输入端 IN2(载波源不加),并用示波器 CH2 监测输出端(OUT )的输出波形。
调节电位器 W2 使此时输出端(OUT )的输出信号(称为调制输入端馈通误差)最小。
然后断开调制信号源。
⑵ 调制输入端(IN2)输入失调电压调节把载波源输出的载波加到输入端 IN1(调制信号源不加),并用示波器 CH2 监测输出端(OUT )的输出波形。
调节电位器W1 使此时输出端(OUT )的输出信号(称为载波输入端馈通误差)最小。
⑶ 直流调制特性测量仍然不加调制信号,仍用示波器 CH2 监测输出端(OUT )的输出波形,并用万用表测量A 、B 之间的电压 V AB 。
改变 W1以改变V AB ,记录 V AB 值(由表4.1 给出)以及对应的输出电压峰-峰值 Vo (可用示波器 CH1 监测输入载波,并观察它与输出波形之间的相位关系)。
再根据公式:p Cp AB V KV Vo -=计算出相乘系数k 值,并填入表1。
表1 V AB (V ) -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 V 0(V ) 0.2680.194 0.130 0.068 0.002 0.066 0.132 0.192 0.264K(1/V ) -67 -64.67-65 -68 ∞66 66 64 66需要指出,对乘法器,有Kxy Z =,在这里有Ω=KVcV Vo (相应地是 OUT 、IN1、IN2 端电压)。
因此,当 V Ω=0 时,即使Vc ≠0,仍应有 Vc=0。
若Vc ≠0,则说明 MC1496 的⑴、⑷输入端失调。
于是应调节Rp1来达到平衡,这就是上面实验(1)的做法。
上面实验(2)的调制平衡调节,意义与⑴相同。
另一方面,在下面的实验中,又要利用对Rp1的调节来获得直流电压,把它先与V Ω相加后再与Vc 相乘,便可获得 AM 调制。
这与“失调”是两个完全不同的概念,请勿混淆。
3.DSB -SC (抵制载波双边带调幅)波形观察在 IN1、IN2 端已进行输入失调电压调节(对应于 W2、W1 的调节)的基础上,可进行DSB-SC 测量。
⑴ DSB-SC 信号波形观察示波器 CH1 接调制信号(可用带“钩”的探头接到 IN2 端旁的接线上),示波器 CH2接 OUT 端,即可观察到调制信号及其对应的 DSB-SC 信号波形。
⑵ DSB-SC 信号反相点观察增大示波器 X 轴扫描速率,仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB-SC 信号,能否观察到反相点?4.AM(常规调幅)波形测量⑴ AM 正常波形观察在保持W2 已进行载波输入端(IN1)输入失调电压调节的基础上,改变W1,并观察当V AB从-0.4V变化到+0.4V时的AM 波形(示波器CH1 接IN2,CH2 接OUT)。
可发现:当AB V 增大时,载波振幅增大,因而调制度m 减小;而当V AB的极性改变时,AM 波的包络亦会有相应的改变。
当V AB= 0时,则为DSB-SC 波。
记录任一m<1 时V AB值和AM 波形,最后再返回到V AB= 0.1V的情形。
(2) 100%调制度观察在上述实验的基础上(示波器CH1 仍接IN2,CH2 仍接OUT),逐步增大调制信号源输出的调制信号幅度,可观察到100%调制时的AM 波形。
增大示波器X 轴扫描速率,可仔细观察到包络零点附近时的波形(建议用AM 波形(CH2)触发,X 轴扫描用0.1ms 档;待波形稳定后,再按下“m*10MAG”按钮扩展)。
(3)过调制时的 AM 波形观察①继续增大调制信号源输出的调制信号幅度,可观察到过调制时的AM 波形,并与调制信号波形作比较。
②调Rp1使V AB= 0.1V逐步变化为-0.1V(用万用表监测),观察在此期间AM 波形的变化,并把V AB 为-0.1V时的AM 波形与V AB为0.1V时的AM 波形作比较。
当V AB= 0 时是什么波形?③最后调到m<1时的AM波形。
(4)上输入为大载波时的调幅波观察保持下输入不变,逐步增大载波源输出的载波幅度,并观察输出已调波。
可发现:当载波幅度增大到某值(如0.2V 峰-峰值)时, 已调波形开始有失真(顶部变圆);而当载波幅度继续增大到某值(如0.6V峰-峰值)时, 已调波形开始变为方波。
最后把载波幅度复原(10mV)。
5.上输入为大载波时的调幅波观察保持下输入不变,逐步增大载波源输出的载波幅度,观察输出已调波的变化情况。
并回答思考题。
最后把载波幅度复原(10mV)。
6.调制信号为方波时的调幅波观察保持载波源输出的载波保持不变,但把调制信号源输出的调制信号改为方波(峰-峰值为100mV),观察当V AB从0.1V变化到-0.1V时的(已)调幅波波形。
最后仍把V AB调节到0.1V。
当V AB= 0时是什么波形?六.数据记录与处理1.直流调制特性测量表1V AB(V)-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4V0(V)0.2680.194 0.130 0.068 0.002 0.066 0.132 0.192 0.264K(1/V ) -67 -64.67-65 -68 ∞66 66 64 661.直流调制特性曲线:2.波形记录(1).DSB-SC(抑制载波双边带调幅) (2)常规调幅:m<1 (3).常规调幅:m=1 (4).常规调幅:m>1实验结论:通过本次实验,我熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。
掌握了在示波器上测量调幅系数的方法;通过实验中波形的变换,学会了分析实验现象;掌握了用MC1496来实现AM和DSB-SC 的方法,并了解了已调波与调制信号,载波之间的关系。
实验结果与理论学习时的结论基本上一致,存在实验误差,但误差在允许的范围之内,主要是仪器的系统误差。
指导教师批阅意见:成绩评定:指导教师签字:年月日。