1、模拟乘法器调幅(AM、DSB)学号: 10042203XX 姓名: XXX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
2、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
3、 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 987654321 62351 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
4、) ,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 V1V4 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 V 经低频偶合电容E1 从 1 脚输入。2、3 脚外接 1K 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
5、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 V=0,载波 VC=0,调节 W1 使各引脚偏置电压接近下列参考值:+12-12J1J5J3J6R11KC2104R2200R41KR31KR53.3K R63.3KR1110KR12200R1310K R14200R156.8KR161.5KR171.5KR10510C1104 C4104C3104C81041 2E110uf/16vD28.2V12 34567141312111098U1MC1496F1455KAM,DSBSSB32 1U2ATL08256 7U2BTL082T
6、H3TH6C7104TH2TH1R71KW15KW220KR810KR401k管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14电压V0 -0.74 -0.74 0 -7.16 8.7 0 5.93 0 5.93 0 8.7 0 -8.2R11、 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。2、抑止载波振幅调制:J1 端输入载波信号
7、 VC(t),其频率 fC=465KHz,峰峰值VCPP500mV 。J5 端输入调制信号 V(t) ,其频率 f10KHz ,先使峰峰值 VPP 0,调节 W1,使输出 VO=0(此时 41),再逐渐增加VPP,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。 3、全载波振幅调制 ,J1 端输入载波信号 Vc(t) , fc=465KHz, VCPP500mV,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f10KHz,当 VPP 由零逐渐增大时,则输出信号 VO(t)的幅度发生
8、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。4、加大 V,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%、100minaxV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。五、实验数据(1)全载波振幅调制m 30 50 100Vmmax / mV 180 240 268Vmmin / mV 97 68 0波形如下:m=30%: 1m=50% 2m=100% 3m100% 4该波形已过调幅,这时调制信号振幅过大,即大于载波振幅的一般。(2)解调全载波信号m 30 50 100 100%解调前 Vp-p / mV 76 68 135 235解调后 Vp-p / mV 42 36 69 210