实验三 振幅调制与解调

实验三 振幅调制与解调

一、实验目的

1．  掌握使用集成模拟乘法器实现全载波振幅和抑制载波双边带调幅得方法和过程

2．  掌握测量调幅系数得方法

3．  掌握调幅波解调得方法

4．  了解使用二极管包络检波得主要指标、检波效率、波形失真

5．  掌握用集成电路实现同步检波得方法

二、 实验原理及电路


2.1 模拟乘法器1496

幅度调制就是载波的的振幅受调制信号的控制而变化，即已调波振幅变化与调制信号振幅成正比。通常称高频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器为产生调幅信号的装置。

本实验采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，图4-1为1496芯片引脚及内部电路图，它是一个四象模拟乘法器的基本电路。⑧、⑩脚之间输入信号v1 ，①、④脚之间输入调制信号v2  ，则⑥、⑿脚之间输出信号正比于两输入信号之乘积。

进行调幅时，载波信号vC加在引脚⑧、⑩之间；调制信号vW  加在引脚①、④之间。②、③引脚为增益控制端，外接1kΩ电阻，以扩大调制信号动态范围。已调制信号从双差动放大器的集电极（即引出脚⑥、⑿之间）输出。

2.2 集成模拟乘法器调幅电路


用1496集成电路构成的调幅器电路图如图4-2所示，图中Rp1用来调节引脚①、④之间的直流平衡，Rp2用来调节⑧、⑩之间的直流平衡。上通道IN1为载波信号 u C( t)输入端，下通道IN2为调制信号 u Ω( t)输入端。⑥脚输出信号后接三极管T构成的射极跟随器，以提高调幅器的带负载能力，OUT为已调信号AM输出端。

2.3 解调电路

调幅波的解调即从调幅信号中取出调制信号的过程，常称为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波和同步检波两种。


1）二极管包络检波器

二极管包络检波器适合于含有较大载波分量的大信号的检波过程，优点是电路简单。实验电路如图4-3所示，主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电性和检波负载RC的充放电过程实现检波。但RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量滤除不彻底。综合考虑要求满足下式（其中：ma为调幅系数，Ω为调制信号角频率）：


2）同步检波器（模拟乘法器构成的解调器）

利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过滤波器滤除高频分量而获得调制信号。本实验如图4-4所示。采用1496集成电路构成解调器，载波信号UC经过电容C1加在脚⑧、⑩之间，调幅信号UAM经电容C2加在①、④脚之间，相乘后信号由⑿脚输出，经R6、C5组成的低通滤波器，在解调输出端OUT，即可得调制信号。

三、实验仪器

1.       高频电子线路学习机

2.       40M示波器         3. 高频信号源    4. 数字万用表

四、实验步骤

                           图4－5

1.       直流调制特性的测量

(1)调Rp2电位器使载波输出端平衡：示波器CH1通道探头接电路的调制信号输入端IN2 。同时在IN2端加入峰峰值为VisPP=50mV，频率约为1kHz的正弦信号(E1641B型低频信号发生器)。示波器CH2通道探头接电路输出端OUT。缓慢调节Rp2电位器使OUT端信号最小，然后去掉IN2端输入信号，始终保持Rp2电位器位置不变。(同时不调节低频信号发生器)。

(2)示波器CH1通道探头接电路的载波输入端IN1。高频信号发生器频率调节为100kHz，峰峰值VicPP=100mV，接至电路的输入端IN1。示波器CH2通道探头接输出端OUT，观测输出波形及峰峰值VOPP。用万用表直流电压档测量A、B之间的电压VAB。调节Rpl使VAB分别为下表所示，观察输出波形，测量记录输出峰—峰值电压，填入表3.1，并根据公式VOPP=K?VAB?VicPP计算出乘积系数K值。

表3-1 （VicPP=100mV）

2.       实现普通调幅（AM）

（1）调节Rpl使VAB=0.2V(万用表直流电压档测量)。IN1输入端载波仍为峰峰值VicPP=100mV，频率为100kHz。IN2输入端低频信号为峰峰值VisPP=500mV，频率为1kHz。画出调制信号为400mv、600mv时得调幅波，（表明峰－峰值，谷－谷值）并测量出调制度m。

（2）载波信号不变，将调制信号变为700mv，调节Rp1观察输出波形变化，记录m＝50％，m＝100％时对应Vab。

3.       实现双边带调幅（DSB）及解调

(1)平衡调节

在图4-5的调幅电路中，去掉IN2端的1kHz低频输入信号，保持Rp2电位器位置不变。示波器CH1探头接输入端IN1。示波器CH2通道探头接输出端OUT。

只在IN1端加入VicPP=100mV，100kHz载波信号，仔细调节Rp1使示波器CH2通道信号为最小。

(2)双边带调幅

将1kHz低频信号接图4-5的IN2端，示波器CH1探头接输入端IN2。即：IN1端加入VicPP=100mV，100kHz载波，IN2端加入VisPP=500mV，1kHz低频调制信号。用示波器观察并记录输入、输出波形，并标明峰一峰值电压Vomax。

(3)双边带调幅波的同步检波

将上一步骤产生的DSB信号连接到图4-4的UAM IN端，将图4-5电路的IN1载波输入端同时连接至图4-4的UC IN端，记录图4-4解调输入UAM IN和解调输出OUT的波形，并与调制信号相比较。

五、 数据处理及实验报告要求

5.1 整理实验数据，用画出直流调制特性曲线VoPP——VAB 。

5.2 认真记录观察到的波形，按要求标出有关数据。

5.3 画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。

六、注意事项

1、实验箱面板上的插孔是自锁式插孔，连线插头可叠插使用，插入时向下稍稍用力即可，松开时轻轻转动向上拨出即可，但不要直拉导线。

2、实验连线尽量用短线，同一实验电路各接地用同一接地点。

参考教材

1、电子技术基础—实验与课程设计，（第二版），高吉祥主编，电子工业出版社，20##年2月。

2、高频电路原理与分析，（第三版），曾兴雯 刘乃安 陈健编，西安电子科技大学出版社，20##年8月。

 

第二篇：实验二 单边带幅度调制与解调_

实验二单边带幅度调制与解调

实验目的：

    基于Matlab平台，通过对单边带和残留边带幅度调制过程的构建，理解信号频谱变化中的滤波处理，通过信道噪声的加入和解调实现，深刻理解一个基本通信过程中的信号变化情况。

实验内容：

1.单边带调幅

2.残留边带调幅

3.幅度调制与解调的实现

实验设备：

笔记本电脑、Matlab7.1开发环境

预备知识：

1.  Matlab基本操作

2.  单边带调幅的数学运算过程

3.  残留边带调幅的数学运算过程

4.  噪声

5.  信号频谱表示

实验步骤：

1. 单边带调幅

1）。打开Matlab，新建M文件；

2）。键入SSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；

3）。编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；

4）。比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；

实验结果：

（1）SSB调制信号；

（2）该调制信号的功率谱密度；

实验结论：

     SSB单边带抑制了一个边带，相对DSB减少了一半带宽，从而致使带宽效率翻番。

2. 残留边带调幅

1）。打开Matlab，新建M文件；

2）。完善残留边带调制VSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；

3）。编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；

4）。比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；

5）。比较实验步骤1 2的结果

实验结果：

（1）残留边带为0.2fm的VSB调制信号；

（2）调制信号的功率谱密度

实验结论：

    VSB残留边带只是显示出部分的宽带,功率谱与DSB没有太大的变化。

3. 幅度调制的解调

1）。打开Matlab，新建M文件；

2）。键入基本幅度调制AM、抑制载波幅度调制DSB以及单边带幅度调制SSB程序，生成调制信号、载波信号，在信道中引入各自经过带通滤波器后的窄带白噪声，进而完成解调程序；

3）。编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；

4）。比较原理波形与实验结果，分析调制前和被解调后的信号幅值与频率变化；

实验结果：

1）设 A0=2，画出AM调制信号的相干解调后的信号波形；

（2）设A0=1 ，画出DSB-SC调制信号的相干解调后的信号波形；

（3）设A0=1 ，画出SSB调制信号的相干解调后的信号波形。

（4）设 A0=1，画出VSB调制信号的相干解调后的信号波形。

实验结论：

      AM，DSB，SSB,都能得到完整的原始信息。但是振幅却减为以前的一半。VSB的减为以前的1/4.

4.AM,DSB,SSB加入窄带高斯白噪声

实验结果：

（1）设A0=2 ，画出AM调制信号的相干解调后的信号波形；

（2）设 A0=1  ，画出DSB-SC调制信号的相干解调后的信号波形；

（3）设 A0=1  ，画出SSB调制信号的相干解调后的信号波形。

（4）在信道中各自加入经过带通滤波器后的窄带高斯白噪声，功率为0.1，解调各个信号，并画出解调后的波形

实验结论：

加入噪声后，解调信号都有明显的失真，其中AM最严重。DSB和SSB失真较小。从而得DSB和SSB的抗噪声能力比AM要强。   

相关推荐

专栏推荐