高頻電子線路第二次實(shí)驗(yàn)

1、高頻電子線路第二次實(shí)驗(yàn)?zāi)M乘法器調(diào)幅與二極管大信號(hào)檢波一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握集成模擬乘法器(MC1496)構(gòu)成的振幅調(diào)制電路的工作原理及特點(diǎn)； 2掌握利用乘法器實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)幅的原理及方法； 3了解大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波器的工作原理； 4學(xué)習(xí)調(diào)制系數(shù)m 的測(cè)量方法； 5研究檢波器負(fù)載參數(shù)對(duì)檢波性能的影響。觀察和了解檢波器產(chǎn)生負(fù)峰切 割失真和惰性失真波形特點(diǎn)和原因。二實(shí)驗(yàn)原理1、集成模擬乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過(guò)程。采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能

2、比采用分立器件如二極管和三極管要簡(jiǎn)單的多，而且性能優(yōu)越。所以目前在無(wú)線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器的常見(jiàn)產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。下面介紹MC1496集成模擬乘法器。（1）MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu) (a)內(nèi)部電路 (b)引腳圖 MC1496的內(nèi)部電路及引腳圖（2）靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置MC1496可以采用單電源供電，也可以采用雙電源供電。器件的靜態(tài)工作點(diǎn)由外接元件確定。靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置靜態(tài)偏置電壓的設(shè)置應(yīng)保證各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài)，即晶體管的集-基極間的電壓應(yīng)大于或等于2V，小于或等于最大允許工作電壓。根據(jù)MC

3、1496的特性參數(shù)，對(duì)于圖11-1所示的內(nèi)部電路，應(yīng)用時(shí)，靜態(tài)偏置電壓（輸入電壓為0時(shí)）應(yīng)滿足下列關(guān)系，即： 8=10 , 1=4 , 6=1215V6 (12)-8 (10)2V15V8 (10)-1 (4)2V15V1 (4)- 52V3、集成模擬乘法器的應(yīng)用舉例（1）振幅調(diào)制振幅調(diào)制是使載波信號(hào)的峰值正比于調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值的變換過(guò)程。通常載波信號(hào)為高頻信號(hào)，調(diào)制信號(hào)為低頻信號(hào)。它們的波形及頻譜如圖 (a)調(diào)幅波波形 (b)調(diào)幅波頻譜MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器電路如圖 抑制載波振幅調(diào)制乘法器輸出的調(diào)幅波惰性失真（對(duì)角線失真）負(fù)載電阻越大，通角越小，檢波效率越高；電路的輸入電阻越大，對(duì)前級(jí)

4、電路的影響越小。但是如果放電時(shí)間常數(shù)過(guò)大，電容放電過(guò)漫，導(dǎo)致二極管截止，使輸出電壓不能緊跟包絡(luò)的變化，因而在包絡(luò)下降的過(guò)程中產(chǎn)生了非線性失真。由于這種失真是電容的較大的惰性造成的，故稱為惰性失真。失真部分的曲線形似對(duì)角線，所以也叫對(duì)角線失真。波形見(jiàn)右圖當(dāng)調(diào)幅系數(shù)以及調(diào)制信號(hào)的頻率越高，越容易產(chǎn)生惰性失真。很明顯，惰性失真是放電時(shí)間常數(shù)過(guò)大所至，只要合理選擇時(shí)間常數(shù)就可避免惰性失真。所謂合理就是保證電容電壓變化的速度高于包絡(luò)的變化速度。避免產(chǎn)生惰性失真的條件： 負(fù)峰切割失真（底部失真）通常，檢波電路的負(fù)載是低頻放大器。在兩者之間有耦合隔直電容CC，以去掉檢波器輸出電壓中的直流成分。為分析方便，將

5、放大器的輸入端用RL等效到檢波器的輸出端。電路如右圖造成負(fù)峰切割失真的原因是因?yàn)轳詈想娙軨C的存在。為了有效地將檢波器輸出的低頻信號(hào)傳送到下一級(jí)，耦合電容CC的容量較大，檢波器輸出的直流分量幾乎全部降落在耦合電容上，電阻 將與 分壓該電壓對(duì)二極管來(lái)說(shuō)是反向偏壓，當(dāng)輸入電壓小于該電壓時(shí)，也就是包絡(luò)的底部，二極管會(huì)截止。則小于 的包絡(luò)線不能被提取，輸出電壓的底部被切割，所以叫底部切割失真。其波形如右圖要避免這種失真必須保證 URL的電平低于包絡(luò)的最小值，即即：（2）同步檢波振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為檢波。常用方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。由于有載波振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)直接反映了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，可

6、以用二極管包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，所以無(wú)法用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，必須采用同步檢波方法。MC1496模擬乘法器構(gòu)成的同步檢波解調(diào)器電路如圖 MC1496構(gòu)成的同步檢波器其中ux端輸入同步信號(hào)或載波信號(hào)UC, uy端輸入已調(diào)波信號(hào)US。輸出端接有由R11與C6、C7組成的低通濾波器及隔直電容C8，所以該電路對(duì)有載波調(diào)幅信號(hào)及抑制載波的調(diào)幅信號(hào)均可實(shí)現(xiàn)解調(diào)。載波的調(diào)制信號(hào)，經(jīng)MC1496同步檢波后的輸出波形如圖所示。二極管包絡(luò)檢波器只適用于普通調(diào)幅波的解調(diào)，為了從抑制載波的雙邊帶或單邊帶調(diào)制信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)，必須采用同步檢波

7、方法。乘積型同步檢波的原理框路如圖3所示，輸入信號(hào)除了有需要進(jìn)行解調(diào)的調(diào)幅信號(hào)電壓外，還必須外加一個(gè)與輸入信號(hào)載波同頻、同相的本地載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)相乘和濾波后得到與原調(diào)制信號(hào)成正比的低頻信號(hào)。表一給出了三種調(diào)幅信號(hào)采用乘積型同步檢波器進(jìn)行解調(diào)的數(shù)學(xué)原理。 乘積型同步檢波的原理圖三 實(shí)驗(yàn)步驟1 測(cè)量MC1496引腳電壓，分析工作點(diǎn)。2 觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波，改變調(diào)制信號(hào)幅度，測(cè)量調(diào)制系數(shù)。3 觀測(cè)抑制載波調(diào)幅波，與100%下的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波比較。4 測(cè)量二極管包絡(luò)檢波波形，觀測(cè)惰性失真，負(fù)峰切割失真。5 測(cè)量同步檢波波形。步驟1測(cè)量MC1496引腳電壓，分析工作點(diǎn)1. 靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)測(cè)：使調(diào)制信號(hào)V=0,載波

8、VC=0，調(diào)節(jié)W1使各引腳偏置電壓接近下列U8U10U1U4U6U12U2U3U56V6V0V0V8V8V-0.7V-0.7V-6.8VR11、R12 、R13、R14與電位器W1組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變W1可以使乘法器實(shí)現(xiàn)抑止載波的振幅調(diào)制或有載波的振幅調(diào)制和單邊帶調(diào)幅波。為了使MCl496各管腳的電壓接近上表，只需要調(diào)節(jié)W1使1、4腳的電壓差接近0V即可，方法是用萬(wàn)用表表筆分別接1、4腳，使得萬(wàn)用表讀數(shù)接近于0V。步驟二，三 觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波，改變調(diào)制信號(hào)幅度，測(cè)量調(diào)制系數(shù)。 觀測(cè)抑制載波調(diào)幅波，與100%下的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波比較。 在主箱上正確插好乘法器模塊，正確連接電源線，主板上的±1

9、2V接模塊上的±12V，主板上的GND接模塊上的GND，接通電源，若連線正確,電路板上的電源指示燈將會(huì)亮。 斷開(kāi)J12、J13、J15、J19，J110，連接J11、J14、J16、J17、J18，組成基于MC1496的調(diào)幅電路。（1）抑制載波振幅調(diào)制從TP6端輸入的載波信號(hào)（由高頻信號(hào)發(fā)生器EE1051提供），在50mV左右。先將TP7接地，調(diào)接電位器W1使輸出電壓盡可能?。ㄕ{(diào)平衡）。再?gòu)腡P7端輸入的信號(hào)，逐漸增大，直至出現(xiàn)抑制載波的調(diào)幅信號(hào)（用示波器在TT11處測(cè)試）。（2）產(chǎn)生有載波振幅調(diào)制信號(hào)在步驟（1）的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)W1，使輸出信號(hào)中有載波存在，則輸出有載波的振幅調(diào)制信號(hào)。

10、步驟四 測(cè)量二極管包絡(luò)檢波波形，觀測(cè)惰性失真，負(fù)峰切割失真。（1）K3、K6 向上撥，K4、K 5、K7 向下?lián)?，觀察不失真檢波輸出波形。 （2）K4、K6 向上撥，K3、K5、K7 向下?lián)?，觀察“對(duì)角線切割失真”現(xiàn)象，若現(xiàn)象不明 顯可加大調(diào)制信號(hào)幅度或適當(dāng)改變各開(kāi)關(guān)的撥動(dòng)方向。 （3）K3、K7 向上撥、K4、K5、K6 向下?lián)?，觀察“負(fù)峰切割失真”現(xiàn)象，若現(xiàn)象不明顯 可加大調(diào)制信號(hào)的幅度或適當(dāng)改變各開(kāi)關(guān)的撥動(dòng)方向。 步驟五 測(cè)量同步檢波波形。參考附圖，連接J22、J25，斷開(kāi)J21、J23、J24、J26，組成由mc1496構(gòu)成的同步檢波電路。（1）開(kāi)關(guān)K1、K2向右撥。（2)從TP3處輸入的載波，由高頻信號(hào)源部分提供（此信號(hào)與平衡調(diào)制