7实验9 集成乘法器幅度调制电路
—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点： ● 幅度调制
● 用模拟乘法器实现幅度调制 ● MC1496四象限模拟相乘器 2．做本实验时所用到的仪器： ● ● ● ●
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；
2．掌握用MC1496来实现AM 和DSB 的方法，并研究已调波与调制信号、载波之间关系； 3．掌握在示波器上测量调幅系数的方法； 4．通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。
三、实验内容
1．模拟相乘调幅器的输入失调电 压调节、直流调制特性测量。 2．用示波器观察DSB 波形。 3．用示波器观察AM 波形，测量调幅系数。
4．用示波器观察调制信号为方波时的调幅波。
四、基本原理 1．MC1496简介
MC1496是一种四象限模拟相乘
器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图9-1所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T 1～T 4），且这两组差分对的恒流源管（T 5、T 6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：
⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v 1），⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v 2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻R c 接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出v o 。 ⑵、⑶脚间接负反馈电阻R t 。⑸脚到地之间接电阻R B ，它决定了恒流源电流I 7、I 8的数值，典型值为6.8k Ω。⒁脚接负电源 8V 。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v 1、
图9-1 MC1496内部电路及外部连接
集成乘法器幅度调制电路模块 高频信号源 双踪示波器 万用表
v 2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明：
v o =
⎛v ⎫2R c
v 2⋅th 1⎪R t ⎝2v T ⎭，
R c
v 1⋅v 2
R t v T
，
因而，仅当上输入满足v 1≤V T (26mV)时，方有：
v o =
才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。 2．1496组成的调幅器
用1496组成的调幅器实验电路如图9-2所示。图中，与图9-1相对应之处是：8R 08对应于R t ，8R 09对应于R B ，8R 03、8R 10对应于R C 。此外，8W 01用来调节⑴、⑷端之间的平衡，8W 02用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用8W 01在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2端加入调制信号时即可产生AM 波。晶体管8Q 01为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。
五、实验步骤 1．实验准备
⑴ 在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关8K1，此时电源指标灯点亮。
⑵ 调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）： ∙ 频率范围：1kHz ∙ 波形选择：正弦波 ∙ 输出峰-峰值：200mV ⑶ 载波源：采用高频信号源： ∙ 工作频率：2MHz 用频率计测量；
∙ 输出幅度（峰-峰值）：200mV ，用示波器观测。 2．静态测量
⑴ 载波输入端（IN1）输入失调电压调节
把调制信号源输出的调制信号加到输入端IN2（载波源不加），并用示波器CH2监测输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W 02使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。然后断开调制信号源。
⑵ 调制输入端（IN2）输入失调电压调节
把载波源输出的载波加到输入端IN1（调制信号源不加），并用示波器CH2监测输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W 01使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。
3．DSB （抑制载波双边带调幅）波形观察
在IN1、IN2端已进行输入失调电压调节（对应于8W 02、8W 01的调节）的基础上，可进行DSB-SC 测量。
⑴ DSB信号波形观察
将高频信号源输出的载波接入IN1，调制信号接入IN2。
示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到8TP02上），示波器CH2接OUT 端， 即8TP03，即可观察到调制信号及其对应的
DSB 信号波形
。
⑵ DSB信号反相点观察
为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率，本实验可将高频信号降低为100KHZ （需另配100KHZ 的函数发生器），幅度仍为200mv ，接入IN1，调制信号仍为1KHZ （幅度200mv ），接入IN2。
增大示波器X 轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB 信号，过零点时刻的波形应该反相。
⑶ DSB信号波形与载波波形的相位比较
在实验3（2）的基础上，将示波器CH1改接8TP01点，把调制器的输入载波波形与输出DSB 波形的相位进行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相。
4．AM （常规调幅）波形测量 ⑴ AM正常波形观察
在保持8W 02已进行载波输入端（IN1）输入失调电压调节的基础上，改变8W 01，并观察当8P01到8P02两点之间的电压（设该两点之间的电压为V AB ）从-0.3V 变化到+0.3V时的
AM 波形（示波器CH1接8TP02， CH2接8TP03）。可发现：当 | VAB | 增大时，载波振幅增大，因而调制度m 减小；而当V AB 的极性改变时，AM 波的包络亦会有相应的改变。当V AB = 0时，则为DSB 波。记录m =0.3时V AB 值和AM 波形，最后再返回到V AB = 0.15V的情形。
⑵ 不对称调制度的AM 波形观察
在保持8W 01已调节到V AB = 0.15V 的基础上，观察改变8W 02时的AM 波形（示波器CH1接8TP02， CH2接8TP03）。可观察到调制度不对称的情形。最后仍调整到调制度对称的情形。
⑶ 100％调制度观察
在上述实验的基础上（示波器CH1仍接8TP02， CH2仍接8TP03），逐步增大调制信号源输出的调制信号幅度，可观察到
100％调制时的
AM
波形
。
⑷ 过调制时的AM 波形观察
① 继续增大调制信号源输出的调制信号幅度，可观察到过调制时的AM 波形，并与调
制信号波形作比较。
② 调8W 01使V AB = 0.15V逐步变化为-0.15V （用万用表监测），观察在此期间AM 波形的变化，并把V AB 为 -0.15V 时的AM 波形与V AB 为0.15V 时的AM 波形作比较。当V AB = 0时是什么波形
③ 最后调到m =0.3时的AM 波形。 5．上输入为大载波时的调幅波观察
保持调制信号输入不变，逐步增大载波源输出的载波幅度，并观察输出已调波。可发现：当载波幅度增大到某值时, 已调波形开始有失真；而当载波幅度继续增大到某值（如
0.6V
峰-峰值）时, 已调波形包络出现模糊。最后把载波幅度复原（200mV ）。 6．调制信号为三角波时的调幅波观察
保持载波源输出不变，但把调制信号源输出的调制信号改为三角波（峰-峰值为200mV ），观察当V AB 从0.15V 变化到 0.15V 时的（已）调幅波波形。最后仍把V AB 调节到0.15V 。当
V AB = 0时是什么波形？
六、实验报告要求
1．由本实验得出DSB 波形与调制信号、载波间的关系；
2．由本实验得出m ＜100％、m=100％、m ＞100％这三种情况下的AM 波形与调制信号、载波间的关系；
3．画出DSB 波形及m=100％时的AM 波形，比较两者的区别； 4．总结由本实验所获得的体会
实验10 振幅解调器（包络检波、同步检波）
—、实验准备
1．做本实验时应具备的知识点： ● 振幅解调
● 二极管包络检波
● 模拟乘法器实现同步检波 2．做本实验时所用到的仪器： ● ● ● ● ●
二、实验目的
1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；
2．掌握用包络检波器实现AM 波解调的方法。了解滤波电容数值对AM 波解调影响； 3．理解包络检波器只能解调m ≤100％的AM 波，而不能解调m ＞100％的AM 波以及DSB 波的概念；
4．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM 波和DSB 波解调的方法； 5．了解输出端的低通滤波器对AM 波解调、DSB 波解调的影响； 6．理解同步检波器能解调各种AM 波以及DSB 波的概念。
三、实验内容
1．用示波器观察包络检波器解调AM 波、DSB 波时的性能； 2．用示波器观察同步检波器解调AM 波、DSB 波时的性能； 3．用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM 波解调的影响；
4．用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AM 波解调、DSB 波解调的影响。 四、基本原理
振幅解调即是从已调幅波中提取调制信号的过程，亦称为检波。通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。
集成乘法器幅度解调电路模块 晶体二极管检波器模块 高频信号源 双踪示波器 万用表
1．包络检波
二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为1.5V 以上）的AM 波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管和RC 低通滤波器，如图10-1所示。图中，10D01为检波管，10C02、10R01构成低通滤波器，10C05、10C01构成并联谐振回路，对送来的中频谐振，调整10W01可改变输入阻抗。10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大，放大后的音频由10P01输出。10K02可控制音频信号是否输出。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波。因此，选择合适的时间常数RC 就显得很重要。 2．同步检波
同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图10-2所示。图中，恢复载波v c 先加到输入端IN1上，再经过电容9C 01加在⑻、⑽脚之间。已调幅波v amp 先加到输入端IN2上，再经过电容9C 02加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由⑿脚输出，再经过由9C 04、9C 05、9R 06组成的 型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（OUT ）提取出调制信号。
需要指出的是，在图10-2中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。
图10-2 MC1496 组成的解调器实验电路
五、实验步骤 1．实验准备
⑴ 选择好需做实验的模块板：集成乘法器幅度调制电路、二极管检波器、集成乘法 器幅度解调电路。
⑵ 接通实验板的电源开关，使相应电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。 注意：做本实验时仍需重复实验九中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。 2．二极管包络检波器
二极管包络检波器的实验电路如图10-1所示。 ⑴ AM波的解调
① m =30％的AM 波的解调 (ⅰ) AM波的获得
与实验九的五、4．⑴中的实验内容相同，低频信号或函数发生器作为调制信号源（输出200mV p-p 的1kHz 正弦波），以高频信号源作为载波源（输出200mV p-p 的2MHz 正弦波），再调节8W 01使V AB = 0.2V 左右，便可从幅度调制电路单元上输出m =30％的AM 波，其输出幅度（峰-峰值）至少应为0.8V 。
(ⅱ) AM波的包络检波器解调
把上面得到的AM 波加到包络检波器输入端（IN ），即可用示波器在10TP02观察到包络检波器的输出（提示：用“DC ”档），并记录输出波形。为了更好地观察包络检波器的解调
性能，可将示波器CH1接包络检波器的输入10TP01，而将示波器CH2接包络检波器的输出10TP02（下同）。若增大调制信号幅度，则解调输出信号幅度亦会相应增大。往上拨动10K02，使音频输入低放10BG01、10BG02，观察10TP03的波形。
(ⅲ) 加大滤波电容的影响
把开关10K 01接通，便可观察到加大滤波电容的影响（输出减小，且有失真）
。
② m =100％的AM 波的解调
加大调制信号幅度，使m =100％，观察并记录检波器输出波形。
③ m ＞100％的AM 波的解调
继续加大调制信号幅度，使m ＞100％，观察并记录检波器输出波形。
在做上述实验时，亦可用改变8W 01（V AB ）的方法来获得各种不同类型的调幅波。 ⑵ DSB波的解调
增大载波信号及调制信号幅度，并调节8W 01，使得在调制器输出端产生较大幅度的DSB 信号。然后把它加到二极管包络检波器的输入端，观察并记录检波器的输出波形，并与调制信号作比较。 3．同步检波器
同步检波器的实验电路如图10-2所示。 ⑴ AM波的解调
将幅度调制电路的输出接到幅度解调电路的调副输入端(9V02)。解调电路的恢复载波，通过幅度调制电路的另一个载波输入口（8V01或8V02）与解调电路的载波输入（9V01）相连。示波器CH1接调制信号9TP02，CH2接同步检波器的输出9TP03（幅度解调电路单元的“OUT ”端），分别观察并记录当调制电路输出为m=30%、m=100%、m>100%时三种AM 波的解调输出波形，并与调制信号作比较。 ⑵ DSB波的解调
采用实验九的五、3中相同的方法来获得DSB 波，并加入到幅度解调电路的调制输入端，而其它连线均保持不变，观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比较。
六、实验报告要求
1．由本实验归纳出两种检波器的解调性能，以“能否正确解调”填入表10-1中，并作必要说明。
表10-1
2．由本实验知：在图10-1中的并联电容10C 07对AM 波的解调有何影响？由此可以得出什么结论？
3．由本实验知：在图10-2中的 型低通滤波器对AM 波、DSB 波的解调有何影响？由此可以得出什么结论？
4．总结由本实验所获得的体会。
实验总结：通过本次实验我们基本了解了调制与解调的基本原理，并且对DSB 与AM 这俩种不同的方法的不同之处有了更深的了解，在本次实验中我们犯了一个低级的错误：将信号输入与接地的探头接反了，我们深表忏愧，这都是我们平时不听讲造成的，对实验设备还有不熟悉的地方，我们会深深引以为戒的。