模拟乘法器调幅实验报告 分析过调幅的原因

 

 模拟乘法调幅(AM、DSB)

 实验报告

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 模拟乘法调幅(AM、DSB)模块4

 一、实验目的1、掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅方法。

 2、研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。

 3、掌握调幅系数的测量与计算方法。

 4、通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅波形。

 5、了解模拟乘法器(MC1496)的工作原理,掌握调整与测量其特性参数的方法。

 6、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法。

 二、实验原理

 调幅与检波原理简述:

  调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡(载波)的幅度,使高频振荡的振幅按调制信号的规律变化;而检波则是从调幅波中取出低频信号。

  本实验中载波是465KHz高频信号,10KHz的低频信号为调制信号。

 集成四象限模拟乘法器MC1496简介:

  本器件的典型应用包括乘、除、平方、开方、倍频、调制、混频、检波、鉴相、鉴频动态增益控制等。它有两个输入端VX、VY和一个输出端VO。一个理想乘法器的输出为VO=KVXVY,而实际上输出存在着各种误差,其输出的关系为:VO=K(VX +VXOS)(VY+VYOS)+VZOX。为了得到好的精度,必须消除VXOS、VYOS与VZOX三项失调电压。集成模拟乘法器MC1496是目前常用的平衡调制/解调器,内部电路含有8 个有源晶体管。

 MC1496的内部原理图和管脚功能如下图所示:

 

 MC1496各引脚功能如下:

  1)、SIG+ 信号输入正端 2)、GADJ 增益调节端

  3)、GADJ 增益调节端 4)、SIG- 信号输入负端

  5)、BIAS 偏置端 6)、OUT+ 正电流输出端

  7)、NC 空脚 8)、CAR+ 载波信号输入正端

  9)、NC 空脚 10)、CAR- 载波信号输入负端

  11)、NC 空脚 12)、OUT- 负电流输出端

  13)、NC 空脚 14)、V- 负电源

 实验电路说明

 用MC1496集成电路构成的调幅器电路如下图所示

 图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡,器件采用双电源方式供电(+12V,-8V),所以5脚偏置电阻R15接地。电阻R1、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压,保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚8、10之间;载波信号Vc经高频耦合电容C1从10脚输入,C2为高频旁路电容,使8脚交流接地。调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端,即引脚1、4之间,调制信号VΩ经低频偶合电容E1从1脚输入。2、3脚外接1KΩ电阻,以扩大调制信号动态范围。当电阻增大,线性范围增大,但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚6、12之间)输出。

 三、实验仪器与设备

  高频电子线路综合实验箱;

  高频信号发生器;

  双踪示波器;

 万用表。

 四、实验内容与步骤

 1、静态工作点调测:使调制信号VΩ=0,载波VC=0,调节W1使各引脚偏置电压接近下列参考值:

  R11、R12 、R13、R14与电位器W1组成平衡调节电路,改变W1可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

  为了使MCl496各管脚的电压接近上表,只需要调节W1使1、4脚的电压差接近0V即可,方法是用万用表表笔分别接1、4脚,使得万用表读数接近于0V。

 抑止载波振幅调制:J1端输入载波信号VC(t),其频率fC=465KHz,峰-峰值VCP-P=500mV。J5端输入调制信号VΩ(t),其频率fΩ=10KHz,先使峰-峰值VΩP-P=0,调节W1,使输出VO=0(此时ν4=ν1),再逐渐增加VΩP-P,则输出信号VO(t)的幅度逐渐增大,于TH3测得。最后出现抑止载波的调幅信号。

 输出信号峰峰值VOP-P=100mV

 全载波振幅调制

 J1端输入载波信号Vc(t) , fc=465KHz, VCP-P=500mV,调节平衡电位器W1,使输出信号VO(t)中有载波输出(此时V1与V4不相等)。再从J5端输入调制信号,其fΩ=10KHz,当VΩP-P由零逐渐增大时,则输出信号VO(t)的幅度发生变化,最后出现有载波调幅信号的波形,如下图所示,记下AM波对应Vmmax和Vmmin,并计算调幅度m。分别得到m=30%;m=50%和m=100%的AM。

 m

 30%

 50%

 100%

 >100%

 Vmmax/mv

 Vmmin/mv

 加大VΩ,观察波形变化,比较全载波调幅、抑止载波双边带调幅的波形.

 集成电路(乘法器)构成解调器:

 解调全载波信号:按调幅实验中实验内容获得调制度分别为30%,50%、100%及>100%的调幅波。将它们依次加至解调器调制信号输入端J11,并在解调器的载波输入端J8加上与调幅信号相同的载波信号,分别记录解调输出波形,并与调制信号相比。

 解调抑制载波的双边带调幅信号:按调幅实验中实验内容的条件获得抑制载波调幅波,加至的调制信号输入端J11,观察记录解调输出波形,并与调制信号相比较。

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