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高(gāo)頻電子通信實驗(yàn)之(zhī)振幅解調器(包絡.同步檢(jiǎn)波)

一、實驗準備(bèi)
1.做本實驗(yàn)時應具備的知識點:
振(zhèn)幅解(jiě)調
二極(jí)管包絡檢波(bō)
模(mó)擬乘法器實現同步(bù)檢波
2.做本實驗時所用到的儀(yí)器:
集成乘法器幅度解調電路模塊
晶體(tǐ)二(èr)極管檢(jiǎn)波器模塊
高頻信號源
雙蹤示波器
萬(wàn)用表
二(èr)、實驗目的
1.熟悉電子元器件(jiàn)和高(gāo)頻電子線路實驗係統(tǒng);
2.掌握用包絡檢波器實(shí)現(xiàn)AM波解調的方法。了解濾波電容數值對AM波解調影響;
3.理解包絡檢波器隻(zhī)能(néng)解調m≤100%的AM波,而不能解調m>100%的AM波以及DSB波的概念(niàn);
4.掌握用MC1496模擬乘法器組成的同步(bù)檢波器來實(shí)現AM波和DSB波解調的方法;
5.了解輸出端的低通濾波器對AM波解調、DSB波解調的影響;
6.理解同步檢波器能解調(diào)各種(zhǒng)AM波以及(jí)DSB波的概念。
三、實驗(yàn)內容
1.用示(shì)波器觀察包絡檢波器解調AM波、DSB波時(shí)的(de)性(xìng)能(néng);
2.用示波(bō)器觀(guān)察(chá)同步檢波器解調AM波、DSB波時的性能;
3.用示波器觀察普通調幅波(AM)解調中的對角切割失真和底部切割失真的現象。
四、基本原理
振幅解調即是從振幅受調(diào)製的高頻信號中提取原調製信號的過程,亦稱為檢波。通常,振幅解調的方法有包絡檢波和同步檢波兩種(zhǒng)。
1.二極管包絡檢波
二極(jí)管包絡檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡單、最常用的(de)一種電路(lù)。它適合於解調信號電平(píng)較大(俗稱大信號,通常(cháng)要求峰一峰值為1.5V以上)的AM波。它具有電路簡單,檢波線(xiàn)性好,易(yì)於(yú)實現等優點。本實驗電路主要(yào)包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分,如圖9-1所示。
圖中,10D01為(wéi)檢波管,10C02、10R08、10C07構成低(dī)通(tōng)濾波器,10R01、10W01為二極管檢波直流(liú)負載,10W01用來調節直流負載大小(xiǎo),10R02與10W02相串構成二極管檢波交流負載,10W02用來調節(jiē)交流(liú)負載(zǎi)大小。開關10K01是為二極(jí)管檢波交流負載的接入與(yǔ)斷開而設置的,10K01置“on”為接入交流負載,10K01置“off”為斷開交流負載。10K02開關控製著檢波器是接入交流負(fù)載還是接入(rù)後級(jí)低放。開關10K02撥至左側時接交流負載,撥至右側時接後級低放。當檢波器構成係(xì)統時,需(xū)與後級低放接通。10BG01、10BG02對檢波後的(de)音頻進(jìn)行放大,放大後音頻信號由10P02輸出,因此10K02可控製(zhì)音頻信號是否輸出,調(diào)節10W03可調整(zhěng)輸出幅度(dù)。圖中,利用二極(jí)管的單向導電性使(shǐ)得電路的充放電時間常數不同(實際(jì)上(shàng),相差很大)來實現檢波,所以RC時(shí)間常數的(de)選擇很重要。RC時間常數過大,則會產生對角切割失真(又(yòu)稱惰性失真(zhēn))。RC常(cháng)數太小,高(gāo)頻分量會濾不幹淨。綜合考慮要求滿足下式:

圖9-1  二極管包絡檢波電路
2.同步檢波
同步檢波又稱相幹檢波。它利用與已調幅波的載波同步(同頻、同相)的一個恢複載波與已(yǐ)調幅波相乘,再用低(dī)通濾波器濾除高頻(pín)分量(liàng),從而解調出調製信號。本實驗采用MC1496集成電路來(lái)組成解調器,如圖9-2所(suǒ)示。圖中,恢複載波vc先加到輸入端9P01上,再經(jīng)過電(diàn)容9C01加在⑻、⑽腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上,再經過電容9C02加在⑴、⑷腳(jiǎo)之間。相乘後的信號由(6)腳輸出,再經過由9C04、9C05、9R06組成的P型低通濾波器濾除高(gāo)頻分量後,在解調輸出端(9P03)提取出調(diào)製信號。
需要指出的是,在圖9-2中對1496采用了單電源(+12V)供電,因而⒁腳需接地,且其它腳亦應偏置相應的正(zhèng)電位,恰如圖中所示。
五、實驗步驟
(一)實(shí)驗準備
1.選擇好需做實驗的模塊(kuài):集成乘法器幅度調製電(diàn)路、二極(jí)管檢波器、集成乘法
器幅度解調電路。
2.接通實驗板的電源開關,使相應電源指示(shì)燈發光,表示已接通電源即可開始實驗。
注(zhù)意:做本實驗時仍需重複實驗8中部分(fèn)內容,先產生調幅波,再供這裏解調之用。   
(二)二極管包絡檢波
1.AM波的解調
(1)的AM波的解(jiě)調
AM波(bō)的(de)獲得
與實驗8的(de)五(wǔ)、4.⑴中(zhōng)的實驗內容相(xiàng)同,低頻信號或函(hán)數發生器作為調製信號(hào)源(輸出(chū)300mVp-p的1kHz正弦波),以高頻(pín)信號源作(zuò)為載(zǎi)波源(輸出200mVp-p的2MHz正弦波),調節8W03,便可從幅度調製電路單元上輸出的(de)AM波,其輸出幅(fú)度(峰-峰值(zhí))至(zhì)少應為0.8V。
② AM波的包絡檢波器解調
先斷(duàn)開檢波器交流負載(10K01=off),把上麵得到的AM波加到包絡檢波器輸入端(10P01),即可用(yòng)示波器在10TP02觀察到包絡檢波器的輸出,並記錄輸出波形。為了

圖(tú)9-2  MC1496 組(zǔ)成的解調(diào)器實驗電路
更好地觀察包絡(luò)檢波(bō)器(qì)的解調性能,可將示波器CH1接包絡(luò)檢波器的輸(shū)入10TP01,而將示波器CH2接包絡檢波器的輸出10TP02(下同)。調節直流負載(zǎi)的大(dà)小(調10W01),使輸出得到一個不失真的解調信號,畫出(chū)波形。
③ 觀察對角切(qiē)割失真
保持以(yǐ)上輸出,調節直流負載(調10W01),使輸出產生對角失(shī)真,如果(guǒ)失真不明顯可以加大調幅度(即調(diào)整8W03),畫出其波形,並記算此時的值。
④觀察底(dǐ)部切割失真
當交流負載未(wèi)接入前,先調節10W01使解調信號不失真。然後接通交流負載(10K01至“on”,10K02至左側),示波器CH2接10TP03。調節交(jiāo)流負載的(de)大小(調10W02),使解調信號出現割底失真,如果失真不明(míng)顯,可加大調幅度(即增大音頻(pín)調(diào)製信號幅度)畫出其相應(yīng)的波形,並計算此時的。當(dāng)出現割底失(shī)真後,減小(減小音頻調製信(xìn)號幅度)使失(shī)真消失,並計算此時(shí)的(de)。在解(jiě)調信號不(bú)失真的情況下,將10K02撥至右側,示波器CH2接10TP04,可觀察到放大後音頻信號,調節10W03音頻幅度會(huì)發生變化。
(2)的AM波的解調
調節8W03,使=100%,觀(guān)察並記錄檢波器(qì)輸出波形。
(3)的AM波的(de)解調
加大音頻調製信號幅度,使>100%,觀察並記錄檢波器輸出(chū)波形。
(4)調製信號為三角波(bō)和方波的解調
在上述情況下,恢複,調節10W01和10W02,使解調(diào)輸出波形不失真。然後將低頻信號源的調製信(xìn)號改為三解波和(hé)方波(由K101控製),即可在檢(jiǎn)波器輸出(chū)端(10TP02、10TP03、10TP04)觀察到與調製信號相對應的波(bō)形,調節音頻信號的頻率(低頻信號(hào)源中W101),其波形也隨之變化。
2.DSB波的解調
采用實驗8中五、3相(xiàng)同的方法得到DSB波形,並增大載波信號及調製信(xìn)號幅度,使得在調製(zhì)電路輸(shū)出端產生較大幅度的DSB信號。然後把它加到二極管包絡檢波器的輸入(rù)端,觀察並記錄檢波器(qì)的(de)輸出波形,並(bìng)與調製(zhì)信號作(zuò)比較。
(三(sān))集成電路(lù)(乘法器(qì))構成的同步檢波
1.AM波的解調
  將(jiāng)幅(fú)度調製電路的輸出接到幅度解調電路的調幅(fú)輸入端(9P02)。解調電路的恢複載波,可用鉚孔線直接與調(diào)製電路中載波輸入相連,即9P01與8P01相連(lián)。示(shì)波器CH1接調幅信號9TP02,CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察並記錄當調(diào)製(zhì)電路輸出為=30%、=100%、>100%時三種AM的解調輸出波形,並與調製信號作比較。
2.DSB波(bō)的解調
采用(yòng)實驗8的五、3中(zhōng)相同的方法來獲得DSB波,並加入(rù)到幅度解調(diào)電路的調幅輸入端(duān),而其它連(lián)線均保持不變,觀察並記錄解調輸出波形,並與調製信號作比較。改變調製信號的頻率及幅度,觀察解調信號有何變化。將調製信號改成三角(jiǎo)波和方波,再觀察解調輸出波形。
(四)調幅與檢波係統實驗
按圖9-3可構成調(diào)幅與(yǔ)檢波的係統實驗(yàn)。

圖9-3  調幅與檢波係統實驗(yàn)圖
六、實驗報(bào)告要求
1、由本實驗歸納(nà)出兩種檢波器的解調特性,以“能否正確解調”填入表中。

輸入的(de)調幅波 AM波 DSB
=30% =100% >100%  
包絡檢波        
同步檢波(bō)        
2、觀察對角切割失真和底部切割失真現象並(bìng)分析產生的原因。
3、對實驗中的兩(liǎng)種(zhǒng)解調方式進行(háng)總結。

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