模拟乘法器调幅
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:
14V-SIG+1
13NC GADJ 2 GADJ 312OUT- SIG-411NC
10CAR- BIAS 5
9NC
OUT+6
NC 78CAR+
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。
SSB
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V Ω经低频偶合电容E1从1脚输入。2、3脚外接1K Ω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V Ω=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 。
2、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V Ω(t),其频率f Ω=10KHz ,先使峰-峰值V ΩP -P =0,调节W1,使输出VO=0(此时ν4=ν1) ,再逐渐增加V ΩP -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。 V -V m min
m =m max
3、全载波振幅调制 V ,J1端输入载波信号Vc(t) , m max +V m min
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f Ω=10KHz ,当V ΩP -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 。
4、加大V Ω,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。
五、实验数据
(1)全载波振幅调制
波形如下: ○1m=30%:
2m=50% ○
3m=100% ○
4m >
100% ○
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