实验五振幅调制.docx

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1、一、实验目的1 .通过实验了解振幅调制的工作原理。2 .掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。3 .掌握用示波器测量调幅系数的方法。二、实验内容1 .模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。2 .用示波器观察正常调幅波(AM)波形，并测量其调幅系数。3 .用示波器观察平衡调幅波(抑制载波的双边带波形DSB)波形。4 .用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。三、实验原理将要传递的信息“记载”到高频振荡上去这一过程称为调制。调制后的高频振荡称为已调波，未调制的高频振荡称为载波。需要“记载”的信息称为调制信号。调制器和解调器必须由非线性元件构成，它们可以

2、是二极管或三极管。近年来集成电路在模拟通信中得到了广泛应用，调制器、解调器都可以用模拟乘法器来实现。(一)振幅调制和调幅波振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使载波的振幅随调制信号成正比地变化。经过振幅调制的高频载波称为振幅调制波(简称调幅波)。调幅波有普通调幅波(AM)、抑制载波的双边带调幅波(DSB)和抑制载波的单边带调幅波(SSB)三种。1 .普通调幅波(AM)Uam(t)=Ucm(1+ma1cos1t+ma2cos2t+)sct2 .抑制载波双边带调幅(DSB)由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上、下两个边带，而不发射载波，这种调制方式称为

3、抑制载波的双边带调幅，简称双边带调幅，用DSB表示。可将调制信号,和载波信号直接加到乘法器或平衡调幅器电路得到。双边带调幅信号写为0UDS8=AUCuc=aufnsUcmsct=；AUCmUCmcos(oc+)t+COS(OC-)t3 .抑制载波单边带调幅(SSB)进一步观察双边带调幅波的频谱结构发现，上边带和下边带都反映了调制信号的频谱结构，因而它们都含有调制信号的全部信息。从传输信息的观点看，可以进一步把其中的一个边带抑制掉，只保留一个边带(上边带或下边带)。无疑这不仅可以进一步节省发射功率，而且频带的宽度也缩小了一半，这对于波道特别拥挤的短波通信是很有利的。这种既抑制载波又只传送一个边带

4、的调制方式，称为单边带调幅，用SSB表示。uDSBW=AUUc=AUmCOStucmcosDct由11=2AUCmUCm1cosK+)tC0S(c-)tJ通过边带滤波器后，就可得到上边带或下边带：下边带信号：1USSB1(g2AUnmUcmC0S(cq)t上边带信号：1USSBH(t)=2AUnmU58S(+Q)t(二)普通调幅波的产生电路下面介绍一种高电平调幅电路。高电平调幅电路是以调谐功率放大器为基础构成的，实际上它是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐功率放大器，根据调制信号注入调幅器方式的不同，分为基极调幅、发射极调幅和集电极调幅三种，下面我们仅介绍基极调幅。基极调幅电路如图IT所示。

5、由图可见，高频载波信号U通过高频变压器I加到晶体管基极回路，低频调制信号U通过低频变压器T加到晶松管基极回路，CJ高频CJ2b旁路电容，用来为载波信号提供通路。图1-1基极调幅电路在调制过程中，调制信号Un相当于一个缓慢变化的偏压（因为反偏压E=O,否b则综合偏压应是Eh+u）,使放大器的集电极脉冲电流的最大值1a和导通角9按调制信号的大小而变化。在Uc往正向增大时，i和9增大；在UQ往反向减小时，i和9减少，故输出电压幅值正好反映调制信号cmaxnCmaX波形。晶体管的集电极电流i技形和调谐回路输出的电压波形，如图5-8所示，将集电极谐振回路调谐在载频f上，那么放大器的输出端便获得调幅波。C

6、（三）抑制载波调幅的产生电路产生抑制载波调幅波的电路采用平衡、抵消的办法把载波抑制掉，故这种电路叫抑制载波调幅电路或叫平衡调幅电路。随着集成电路的发展，由线性组件构成的平衡调幅器已被采用，图1-2是用模拟乘法器实现抑制载波的实际电路，它是用MC1596G构成。这个电路的特点是工作频带宽，IM1-.一八输出频率较纯，而且省去了变压器，调vnT卜整简单。J篇工图1-2用模拟乘法器产生抑制载o1oM（XB，M弋:,一波调幅r*M11f-1H,IMI1MMUhU、（四）振幅调制实验电路下Ig1一.图1-31496组成的调幅器实验电路四、实验步骤及结果1.实验准备（1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调

7、制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关8K1,此时电源指标灯点亮。（2）调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）：频率范围：IkHZ波形选择：正弦波输出峰-峰值：300mV（3）载波源：采用高频信号源：工作频率：2MHz用频率计测量（也可采用其它频率）；输出幅度（峰-峰值）：200mV,用示波器观测。2.输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“off”（往下拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输

8、入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。（1）载波输入端输入失调电压调节把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02）,而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形，调节电位器8W02,使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。（2）调制输入端输入失调电压调节把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01）,而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。3. DSB（抑制载波双边带调幅）波形观

9、察在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上)，可进行DSB的测量。(1) DSB信号波形观察将高频信号源输出的载波接入载波输入端(8P01),低频调制信号接入音频输入端(8P02)o示波器CH1接调制信号(可用带“钩”的探头接到8TP02上)，示波器CH2接调幅输出端(8TP03),即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。实验中观测到的波形如下图2-1所示：R1GO1H90utDb*T,.，M光标t2遑(2载波的频率。本实验可将AAAAAAZ过零用*H.实验中观测到的波形如下图2-2所示:RIGO1蒯福鼎腓川削伸RIGO1MC11把调制器的输入载波

10、波:半周期间，两者同相;形在力*半防e秋标防A光标式在调制信号正半周期间，DSB信号波形与载波波形同相；在调制信号负半周期间，DSB信号波形与载波波形反相。与预期一致，实验结果正确。4. SSB（单边带调制）波形观察单边带（SSB）是将抑制载波的双边带（DSB）通过边带滤波器滤除一个边带而得到的。本实验利用滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器作为边带滤波器，该滤波器的中心频率IIOKHZ左右，通频带约12KHZo为了利用该带通滤波器取出上边带而抑制下边带。双边带（DSB）的载波频率应取104KHZ。具体操作方法如下：将载波频率为104KHZ,幅度300mv的正弦波接入载波输入端（8PO1）,将频率

11、为6KHZ,幅度300mv的正弦波接入音频输入端（8P02）。按照DSB的调试方法得到DSB波形。将调幅输出（8P03）连接到滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器输入端（15P05）,用示波器测量带通滤波器输出（15P06）,即可观察到SSB信号波形。在本实验中，正常的SSB波形应为I1oKHZ的等幅波形，但由于带通滤波器频带较宽，下边带不可能完全抑制，因此，其输出波形不完全是等幅波。实验中观测到的SSB波形如下图2-5所示：由图可见，SSB波形频率为104.2KHZ左右，接近I1OKHz,幅度接近等幅波。与预期基本一致，实验结果正确。号的力5.Ah3O1HEci；一，八.，U示波三“on”（往上

12、拨），即转为号频率IKHZ（幅度30OnIv）。支形。Av:陂形时，改变音频调制信在AM正常波形调整的基础上，改变8W02,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。下图为用示波器观测到的不对称调幅波波形：a;JUUU1顷调制信号IKHZ（幅度RIGO1300mvwvV包络讪现模糊。最后把载波幅度复原（20Omv）。心波形调制度为100%,然后增调制信号波形作比较。Jin我改为三角波（峰一峰值实验中观测到失真的调幅波波形如下图:RIGO1E化，调整8W03,观察皮形：小，但AM波形的频率比DSB要高很多，故承载信号的能力较强。2.通过本次实验，对已调波与调制信号，载波之间的关系进行了探究，进一步了解调制信号与调幅波的分析方法。