振幅调制与解调

实验目的

1．加深对振幅调制电路的理解。
2．加深对振幅解调电路的理解。

实验内容

利用MC1496实现AM和DSB调制；
2．利用二极管峰值包络检波器实现检波；
利用MC1496实现同步检波。
实验原理概述
首先看调幅电路。

用1496组成的调幅器实验电路如图1所示。图中6P1为载波输入口，6TP1为其测量点。6P2为消息信号输入口，6TP2为测量点。6W1用来调整接入1496芯片1脚的直流电压，当一脚直流电压为零时，其输出为双边带调幅波(DSB)，当1脚加有直流电压时，其输出为普通调幅波（AM）。调整6W1电位器，也可以调整普通调幅波的调制度。图中6Q1为射极跟随器，对调幅信号进行放大，且提高带负载能力。图中6W2用以调整射随器的工作点电压。调幅信号经射随后由6P3输出，6TP3为其测量点。
其次看二极管峰值包络检波器电路。本实验电路主要包括二极管、RC低通滤波器和低频放大部分，实验电路如图2所示。
图中，5D1为检波管，5C2、5R2、5C3构成低通滤波器，5R3、5W3为二极管检波直流负载，5W3用来调节直流负载大小。图中5Q1、5Q2对检波后的音频进行放大，5W5用来调整5Q1的工作点，也可用于改变检波的交流负载。放大后音频信号由5P9输出，调节5W4可调整输出幅度。

最后，我们观察同步检波电路图。
本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图3所示。恢复载波加到输入端6P4上，再经过电容6C6加在⑻、⑽脚之间。已调幅波加到输入端6P5上，再经过电容6C7加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由6C9、6C10、6R26组成的型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（6P6）提取出调制信号。
实验步骤
幅度调制
（1）实验准备
插装好集成乘法器调幅，混频与同步解调模块，接通实验箱电源，模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。
调制信号源：采用实验箱上的低频信号源，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：4V
载波源：采用信号发生器的高频信号源：
工作频率：2.1MHz；
输出幅度（峰-峰值）：200mV左右，用示波器观测。
（2）DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察
点击显示屏，选择“实验系统”中“高频原理实验”，然后再选择“振幅调制与解调实验”中的“集成乘法器幅度调制实验”，显示屏上会显示集成乘法器调幅的原理实验电路，图中的可调电位器可通过点击该元件和旋转模块右下角编码器（6SS1）来调整。
将高频信号源输出的载波接入载波输入端（6P1），低频调制信号接入音频输入端（6P2）。
示波器接调幅输出端（6TP3），调整6W1即可观察到DSB信号波形。如果观察到的DSB波形不对称，应微调6W1电位器。

（3）AM（常规调幅）波形观察
保持输入信号不变，调整6W1即可观察到正常的AM波形，若波形底部有失真，调制6W2,使波形不失真，类似波形如图5所示。
调整电位器6W1或改变调制信号幅度，可以改变调幅波的调制度，调节到ma估计约为0.3时，用示波器测量计算出准确的ma值


改变调制信号幅度得调幅波如上图所示。由图可知， $V_max=290mv$ ， $V_min=170mv$ 。则 $ma=\frac{V_max=290mv-V_min=170mv}{V_max=290mv+V_min=170mv}$ =0.26≈0.3。因此该调幅波是ma约为0.3的调幅波。临界调制波形如下图。

过调制的波形如下图。
二极管峰值包络检波器检波
（1）实验准备
插装好集成乘法器调幅，混频与同步解调模块，中放AGC与二极管检波模块，接通实验箱电源，模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。
注意：做本实验时仍需重复调制实验中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。
（2）二极管包络检波
① AM波的获得
与振幅调制实验步骤中的实验内容相同（参数改变一下），低频信号源（输出1.8Vpp左右的1kHz正弦波），以高频信号源作为载波源（输出750mVpp的2.1MHZ正弦波），调节6W1（顺时针旋转编码器6SS1）到调整度不再可调为止，便可从幅度调制电路（6P3）输出约ma=30%的AM波，其输出幅度（峰-峰值）应为1.9V左右。
② AM波的包络检波器解调
点击显示屏，选择“实验系统”中的“高频原理实验”，然后再选择“振幅调制与解调实验”中的“二极管检波实验”，此时显示屏会显示二极管检波原理实验电路，图中各可调元件可通过点击该元件和旋转模块右下角编码器5SS1来调整。
把上面得到的AM波（6P3）加到二极管包络检波器输入端（5P6），即可用示波器在5P9观察到包络检波器的输出，并记录输出波形(观察确认正常解调，实验报告不要求)。如果波形有失真，应调节5W4。
③ 观察对角切割失真
保持以上输出，调节直流负载5W3(点击5W3，逆时针旋转5SS1)，使输出产生对角失真，如果失真不明显可以加大调幅度（即调整6W1）
对角切割失真图像如下图。

④观察底部切割失真
先调节5W3使解调信号不失真。然后调节交5W5，使解调信号出现割底失真。。
底部切割失真图像如下图。

集成电路（乘法器）构成的同步检波

点击显示屏，选择“实验系统”中的“高频原理实验”，然后再选择“混频器实验”中的“集成混频与解调实验”。显示屏会显示集成混频与解调原理实验图。
将幅度调制电路的输出6P3接到幅度解调电路的调幅输入端(6P5)。解调电路的6P4，与调制电路中载波输入相连，即6P4与6P1相连。
记录ma=30%时的解调信号。

记录输入是DSB信号时的解调信号。
分析：如果输入调幅信号是SSB，能否成功解调？如果输入信号是ma>100%的过调制信号，能否成功解调？
同步解调过程如下图所示

（1)设消息信号m(t)= $A_mcosw_mt$ 输入调幅信号SSB时域表达式为 $S_{SSB}= \frac{1}{2}m(t)cosw_ct \pm \frac{1}{2} \tilde{m}(t)cosw_ct$ 因此 $S_p(t)=S_m(t)*cosw_ct=\frac{1}{2}m(t)(cosw_ct)^2 \pm \frac{1}{2} \tilde{m}(t)cosw_ct$ 经滤波后得到 $S_d(t)=\frac{1}{4}m(t)$ ,由此可见能成功解调
（2）消息信号 $m(t)=m_acos\Omega t$ 输入信号是ma>100%的过调制信号时域表达式为 $V_0(1+m_acos\Omega t)cosw_0t$ 因此 $S_p(t)=S_m(t)*cosw_0t=V_0(1+m_acos\Omega t)(cosw_0t)^2$ 经滤波后得到 $S_d(t)=\frac{1}{2}V_0(1+m_acos\Omega t)$ ,由此可见普通调幅波能否成功解调与 $m_a$ 无关，输入信号是ma>100%的过调制信号能成功解调