振幅調(diào)制器(利用乘法器)

1、振幅調(diào)制器（利用乘法器） 一、研究目的1弄清用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅和抑制載波雙邊帶調(diào)幅的方法與過程，并研究已調(diào)波與二個輸入信號的關(guān)系。掌握測量調(diào)幅系數(shù)的方法。通過實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。二、基本原理普通調(diào)幅波振幅調(diào)制是用需傳送的信息（調(diào)制信號）去控制高頻載波的振幅，使其隨調(diào)制信號線性變化。若載波信號電壓為，調(diào)制信號為。則普通調(diào)幅波的振幅為：普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式為：若單頻調(diào)幅波的振幅為：稱為包絡(luò)函數(shù)。則單頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式為：其中為調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）,為比例系數(shù)。普通調(diào)幅波的波形如圖5-22所示。圖1普通調(diào)幅波的波形可以看出，已調(diào)幅波的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號一樣。從調(diào)幅波的波

2、形上看出包絡(luò)的最大值和最小值分別為： 故可得 圖2 過調(diào)制調(diào)幅波形普通調(diào)幅時；如果，則已調(diào)波包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不一樣，這種情況稱為過調(diào)制，過調(diào)制的波形如圖5-23所示。載波分量并不包含信息，調(diào)制信號的信息只包含在上下邊頻內(nèi)。實(shí)際上，調(diào)制信號是包含多個頻率的復(fù)雜信號，如調(diào)幅廣播所傳送的語音信號頻率約為50Hz至4.5kHZ，調(diào)制后，各個語音頻率產(chǎn)生各自的上邊頻和下邊頻，迭加后形成上邊頻帶和下邊頻帶，且上、下邊頻幅度相等且成對出現(xiàn)。調(diào)幅過程實(shí)質(zhì)上是一種頻譜搬移過程。經(jīng)過調(diào)制后，調(diào)制信號的頻譜由低頻被搬移到載頻附近，成為上、下邊頻帶。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅因?yàn)檩d波不包含信息，為了減小不必要的功率浪費(fèi)，

3、可以只發(fā)射上、下邊頻,而不發(fā)射載波,稱為（抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號）用DSB表示。這種信號的其數(shù)學(xué)表示式為雙邊帶調(diào)幅信號的振幅為,而普通調(diào)幅波高頻信號的振幅為，顯然雙邊帶的振幅有正有負(fù)，而普通調(diào)幅波在時振幅不可能出現(xiàn)負(fù)值。單頻調(diào)制的雙邊帶調(diào)幅波各信號波形如圖5-24所示。圖3雙邊帶調(diào)幅信號的波形雙邊帶信號的包絡(luò)仍然是隨調(diào)制信號變化的, 但它的包絡(luò)已不能完全準(zhǔn)確地反映低頻調(diào)制信號的變化規(guī)律。雙邊帶信號在調(diào)制信號的負(fù)半周，已調(diào)波高頻與原載波反相，調(diào)制信號的正半周,已調(diào)波高頻與原載頻同相;雙邊帶信號的高頻相位在調(diào)制電壓過零點(diǎn)處跳變180度。另外, 雙邊帶調(diào)幅波和普通調(diào)幅波所占有的頻譜寬度是相同的，為

4、2Fmax。因?yàn)殡p邊帶信號不包含載波,所以發(fā)送的全部功率都載有信息，功率有效利用率高。單邊帶調(diào)幅雙邊帶調(diào)幅波兩個邊帶都包含調(diào)制信號的信息，所以可以進(jìn)一步把其中的一個邊帶抑制掉,而只發(fā)射一個邊帶,這就是單邊帶調(diào)幅波,用SSB表示。其數(shù)學(xué)表示式為單邊帶調(diào)幅波的頻譜寬度只有雙邊帶的一半,頻帶利用率高,是一種常用的調(diào)制方式。對于單頻調(diào)制的單邊帶信號,它是等幅波,但它與原載波電壓是不同的,含有傳送信息的特征?？梢钥闯銎胀ㄕ{(diào)幅波，雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波都含有調(diào)制信號和載波的乘積項(xiàng)，所以可以用模擬乘法器來構(gòu)成調(diào)幅器。三、知識準(zhǔn)備預(yù)習(xí)幅度調(diào)制器的有關(guān)知識。認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指示書，弄清工作原理及內(nèi)容，分析電路中

5、用1496乘法器調(diào)制的工作原理，并分析計(jì)算各引出腳的直流電壓。.分析全載波調(diào)幅及抑制調(diào)幅信號特點(diǎn)，并畫出其頻譜圖。四、儀器設(shè)備雙蹤示波器。高頻信號發(fā)生器。萬用表。實(shí)驗(yàn)板3。五、模擬乘法器1496幅度調(diào)制就是載波的振幅受調(diào)制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號周期相同。即振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比。通常稱高頻信號為載波信號，低頻信號為調(diào)制信號，調(diào)幅器即為產(chǎn)生調(diào)幅信號的裝置。本實(shí)驗(yàn)采用集成模擬乘法器1496來構(gòu)成調(diào)幅器，圖5-25為1496芯片內(nèi)部電路圖，它 圖5為1496芯片內(nèi)部電路是一個四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動對由V1V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差

6、分對的恒流源又V5與V6組成一差分電路，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動放大器V5、V6的恒流源。進(jìn)行調(diào)幅時，載波信號加在V1與V4的輸入端，即引腳的8，10之間；調(diào)制信號加在差動放大 器V5、V6的輸入端，即引腳1、4之間，2、3腳外接1K電阻，以擴(kuò)大調(diào)制信號動態(tài)范圍,已調(diào)制信號由雙差動放大器的兩集電極(即引出腳6、12之間)輸出。 六、研究內(nèi)容用1496集成電路構(gòu)成的調(diào)幅器電路如圖5-26所示，圖中RP1用來調(diào)節(jié)引出腳1，4之間的平衡，Rp2用來調(diào)節(jié)8，10之間的平衡，三極管V為射極跟隨器，以提高調(diào)幅器帶負(fù)載能力。圖6 1496構(gòu)成的調(diào)幅器直流調(diào)制特

7、性的測量（1）調(diào)Rp2電位器使載波輸入端平衡：在調(diào)制信號輸入端IN2加峰值為100mv，頻率為1KHz的正弦信號，調(diào)節(jié)RP2電位器使輸出信號最小，然后去掉輸入信號。（2）在載波輸入端IN1加峰值UCm為10mv，頻率為100KHz的正弦信號，用萬用表測量A，B之間的電壓VAB，用示波器觀察OUT輸出端的波形，以VAB=0.1v為步長，記錄RP1由一端調(diào)至另一端的輸出波形及峰值電壓，注意觀察相位變化，根據(jù)公式U0=KVABUCm計(jì)算出系數(shù)K值。并填入表1.表1直流調(diào)制特性的測量VABU0PP）K實(shí)現(xiàn)全載波調(diào)幅（）調(diào)節(jié)RP1使VAB=0.1V，載波信號仍為C（t）=10sin2105t（mV），將

8、低頻信號S（t）=USmsin2103t（mV）加至調(diào)制器輸入端IN2，畫出USm=30mV和100mv時的調(diào)幅波形（標(biāo)明峰峰值與谷谷值）并測出其調(diào)制度m。（）加大示波器掃描速率，觀察并記錄m=100%和m100%兩種調(diào)幅波在零點(diǎn)附近的波形情況。（）載波信號C(t)不變,將調(diào)制信號改為S（t）=10sin2103t（mV,調(diào)節(jié)RP1觀察輸出波形AM(t)的變化情況,記錄m=30%和m=100%調(diào)幅波所對應(yīng)的VAB值。（）載波信號C(t)不變,將調(diào)制信號改為方波,幅值為100mv,觀察記錄VAB=OV、0.1v、0.15V時的已調(diào)波。實(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅（） 調(diào)RP1使調(diào)制端平衡, 并在載波信號輸入

9、端IN1加C（t）=10sin2105t（mV）的信號,調(diào)制信號端IN2不加信號,觀察并記錄輸出端波形。（）載波輸入端不變,調(diào)制信號輸入端IN2加S（t）=100sin2103t（mV）信號,觀察記錄波形,并標(biāo)明峰峰值電壓。（）加大示波器掃描速率，觀察記錄已調(diào)波在零點(diǎn)附近波形，比較m=100%調(diào)幅波的區(qū)別。（）所加載波信號和調(diào)制信號均不變，微調(diào)RP2為某一個值，觀察記錄輸出波形。（）在（4）的條件下，去掉載波信號，觀察并記錄輸出波形，并與調(diào)制信號比較.七、研究報(bào)告整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用坐標(biāo)紙畫出直流調(diào)制特性曲線。畫出調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中m=30%、m=100%、m100%的調(diào)幅波形,在圖上標(biāo)明峰峰值電壓。畫出當(dāng)改變VAB時能得到幾種調(diào)幅波形,分析其原因。畫出100%調(diào)幅波形及抑制