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高频电子通信实验之集成乘法器幅度调制电路

—、高频电子通信实验箱,通信原理综合实验箱,通信原理实验箱实验准备
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：
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
二、高频电子通信实验箱,通信原理综合实验箱,通信原理实验箱实验目的
1．通过实验了解振幅调制的工作原理。
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，载波之间的关系。
3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。
三、高频电子通信实验箱,通信原理综合实验箱,通信原理实验箱实验内容
1．模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。
2．用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。
3．用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。
4．用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。
四、高频电子通信实验箱,通信原理综合实验箱,通信原理实验箱基本原理
所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。目前由于集成电路的发展，集成模拟相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。
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8-1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（T₁～T₄），且这两组差分对的恒流源管（T₅、T₆）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v₁），⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v₂），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I₇、I₈的数值，典型值为6.8kΩ。⒁脚接负电源-8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v₁、v₂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：

因而，仅当上输入满足v₁≤V_T(26mV)时，方有：

才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。

图8-1 MC1496内部电路及外部连接

2．MC1496组成的调幅器实验电路
用1496组成的调幅器实验电路如图8-2所示。图中，与图8-1相对应之处是：8R₀₈对应于R_T，8R₀₉对应于R_B，8R₀₃、8R₁₀对应于R_C。此外，8W₀₁用来调节（1）、（4）端之间的平衡，8W02用来调节（8）、（10）端之间的平衡。8K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当8K01置“on”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为正常调幅波（AM），调整8W03电位器，可改变调幅波的调制度。当8K01置“off”时，其输出为平衡调幅波（DSB）。晶体管8Q01为随极跟随器，以提高调制器的带负载能力。
五、高频电子通信实验箱,通信原理综合实验箱,通信原理实验箱实验步骤
1．实验准备
（1）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。
（2）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：300mV
（3）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．输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）
集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“off”（往下拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。
（1）载波输入端输入失调电压调节
把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP₀₃）的输出波形，调节电位器8W02，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。
（2）调制输入端输入失调电压调节
把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。

图8-2 1496组成的调幅器实验电路

3．DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察
在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上），可进行DSB的测量。
（1）DSB信号波形观察
将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。
示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到8TP02上），示波器CH2接调幅输出端（8TP03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图8-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调8W01电位器。

图8-3 图8-4

（2）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。本实验可将载波频率降低为100KHZ（需另配100KHZ的函数发生器），幅度仍为200mv。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。
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，如图8-4所示。
（3）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
（1）AM正常波形观测
在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“on”（往上拨），即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度200mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图8-5所示。

图8-5

调整电位器8W03，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形应随之变化。
（2）不对称调制度的AM波形观察
在AM正常波形调整的基础上，改变8W02，可观察到调制度不对称的情形。最后仍调制到调制度对称的情形。
（3）过调制时的AM波形观察
在上述实验的基础上，即载波2MHZ（幅度200mv），音频调制信号1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03。调整8W03使调制度为100%，然后增大音频调制信号的幅度，可以观察到过调制时AM波形，并与调制信号波形作比较。
（4）增大载波幅度时的调幅波观察
保持调制信号输入不变，逐步增大载波幅度，并观察输出已调波。可以发现：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时，已调波形包络出现模糊。最后把载波幅度复原（200mv）。
（5）调制信号为三角波和方波时的调幅波观察
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200mv）或方波（200mv），并改变其频率，观察已调波形的变化，调整8W03，观察输出波形调制度的变化。
5．调制度M_a的测试
我们可以通过直接测量调制包络来测出M_a。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2，并使其同步。调节时间旋钮使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图8-6所示。根据M_a的定义，测出A、B，即可得到M_a。

图8-6

六、实验报告要求
1．整理按实验步骤所得数据，绘制记录的波形，并作出相应的结论。
2．画出DSB波形和

时的AM波形，比较两者的区别。
3．总结由本实验所获得的体会。

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