集成乘法器幅度调制与解调实验

一、实验目的

1．掌握振幅调制的工作原理；

2．掌握用MCl496集成模拟乘法器来实现AM和DSB调制的方法，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。

二、实验原理

集成乘法器幅度调制电路模块主要由MC1496组成，其电路原理图如图4-1所示。

图中，1W02用来调节（1）、（4）端之间的平衡，1W03用来调节（8）、（10）端之间的平衡。1K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当1K01置“左侧”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为普通调幅波AM，调整1W01，可改变调幅波的调制度。

当1K01置“右侧”时，其输出为抑制载波双边带调幅波DSB。晶体管1Q01为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。

图4-1 MC1496组成的调幅实验电路

集成乘法幅度调制电路在模块中的单元标号为7，位于该子板卡上的左部，如图4-2所示。

图4-2 集成乘法器幅度调制电路子板卡（左部）

三、实验内容

1．用示波器观察正常的调幅波AM波形，再测量其调幅系数；

2．用示波器观察集成模拟乘法器调幅电路的输入失调电压调节、直流调制特性测量；；

3．用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带DSB）的波形

4．用示波器观察调制信号为方波和三角波时的调幅波波形。

四、实验步骤

（一）模块上电

将集成乘法器幅度调制和解调子板接通电源。

（二）输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）

1.调制信号源：低频信号源（1KHz，500mV，正弦波）；
2.载波源：DDS信号源（2MHz，500mV）；
3.输入失调调零，使相乘器调整为平衡状态。将1K01置双边带侧，把调制信号加到1P02，不加载波信号，调节1W03，监测1TP03的输出波形幅度最小；然后，把载波源输出的信号加到1P01，不加音频信号，调节1W02，监测1TP03的输出波形幅度最小。

（三）观察DSB信号波形

1.将DDS信号源输出的载波接入1P01，音频调制信号接入1P02。示波器CH1接调幅输出端1TP03，即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图4-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调1W02电位器。

图4-3 DSB信号输出波形 图4-4 载频较低的DSB信号输出波形

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。将载波设为100KHz，500mV。调制信号仍为1KHz，幅度500mV。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4-4所示。

3.DSB信号波形与载波波形的相位比较

将示波器CH1改接1TP01点，CH2接1TP03，比较输入载波波形与输出DSB波形的两者相位，发现在调制信号正半周期间同相，在调制信号负半周期间反相。

（四）测量AM（普通调幅）波形

1.AM波形观测

在保持输入失调电压调节基础上，将1K01置“普通调幅”侧。载波（2MHz、500mV），调制信号（1KHz、500mV）。示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03，即可观察到正常的AM波形，如图7-5所示。需要同时调节调制信号和载波信号的频率及幅度，当载波信号的频率调节到10KHz的情况下，波形就如图4-5所示。

图4-5 正常的AM输出波形

（1）调整电位器1W01，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，输出波形随之变化。

图4-6为用示波器测出的正常调幅波波形：

图4-6 AM正常输出波形

（2）在AM正常波形调整的基础上，改变1W03，可观察到调制度不对称的情形，最后仍调到调制度对称的情形。图4-7为用示波器测出的不对称调幅波波形：

图4-7 AM不对称波形输出

（3）在上述实验的基础上，即载波2MHz（幅度500mV），音频调制信号1KHz（幅度500mV），示波器CH1接1TP02、CH2接1TP03。调整1W01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。图4-8为调制度为100%和过调制的AM波形：

（4）保持调制信号输入不变，逐步增大载波幅度，并观察输出已调波形。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（500mV）。

2.调制信号为三角波和方波时的调幅波观察

保持载波不变，将调制信号改为三角波（峰-峰值500mV）或方波（500mV），改变其频率，观察已调波形的变化，调整1W01，观察输出波形调制度的变化。图4-9为调制信号为三角波时的调幅波形。

图4-8 AM 100%调制及过调制波形

图4-9 AM三角波调制波形输出

3.调制度Ma的测量

图4-10 AM调制度的测量

通过直接测量调制包络来测出Ma。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2。调节时间基准显示几个周期的调幅波波形，如图4-10所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。

五、实验报告

1.整理实验数据，绘制波形，给出相应的结论；

DSB输出波形

正常AM调幅波输出波形 AM不对称波形输出

AM100%调制波形

2.画出DSB波形和Ma=100%时的AM波形，比较两者的区别。

由图可知DSB波形和AM调制波形的区别如下：

时域：调制信号波形与AM的包络相同，而与DSB的不同；
频域：AM信号包含有载波、上下边带；
DSB仅有上下边带而无载波；
上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等。

3.AM波的解调与DSB的解调

Ma=30%解调波形

Ma=100%解调波形

Ma>100%解调波形

DSB解调波形