實驗五-常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)

1、實驗五 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實驗一、實驗目的1、掌握常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)的原理及實現(xiàn)方法。2、掌握二極管包絡檢波原理。3、掌握調(diào)幅信號的頻譜特性。4、了解常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)的優(yōu)缺點。5、了解抑制載波雙邊帶調(diào)幅和解調(diào)的優(yōu)缺點。二、實驗內(nèi)容1、觀察常規(guī)雙邊帶調(diào)幅的波形。2、觀察常規(guī)雙邊帶調(diào)幅波形的頻譜。3、觀察常規(guī)雙邊帶解調(diào)的波形。三、實驗儀器1、信號源模塊2、PAM/AM模塊3、頻譜分析模塊（可選）4、20M雙蹤示波器 一臺5、頻率計（可選） 一臺6、音頻信號發(fā)生器（可選） 一臺7、立體聲單放機（可選） 一臺8、立體聲耳機（可選） 一副9、連接線 若干四、實驗原理1、常規(guī)雙邊帶調(diào)幅所謂調(diào)制，就

2、是在傳送信號的一方（發(fā)送端）將所要傳送的信號（它的頻率一般是較低的）“附加”在高頻振蕩信號上。所謂將信號“附加”在高頻振蕩上，就是利用信號來控制高頻振蕩的某一參數(shù)，使這個參數(shù)隨信號而變化，這里，高頻振蕩波就是攜帶信號的“運載工具”，所以也叫載波。在接收信號的一方（接收端）經(jīng)過解調(diào)（反調(diào)制）的過程，把載波所攜帶的信號取出來，得到原有的信息，解調(diào)過程也叫檢波。調(diào)制與解調(diào)都是頻譜變換的過程，必須用非線性元件才能完成。調(diào)制的方式可分為連續(xù)波調(diào)制與脈沖波調(diào)制兩大類，連續(xù)波調(diào)制是用信號來控制載波的振幅、頻率或相位，因而分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種方式；脈沖波調(diào)制是先用信號來控制脈沖波的振幅、寬度、位置等，然后

3、再用這已調(diào)脈沖對載波進行調(diào)制，脈沖調(diào)制有脈沖振幅、脈寬、脈位、脈沖編碼調(diào)制等多種形式。本實驗模塊所要進行的實驗是連續(xù)波的振幅調(diào)制與解調(diào)，即常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)。我們已經(jīng)知道，調(diào)幅波的特點是載波的振幅受調(diào)制信號的控制作周期性的變化，這變化的周期與調(diào)制信號的周期相同，振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比。為簡化分析，假定調(diào)制信號是簡諧振蕩，即為單頻信號，其表達式為： 000包絡圖5-1 常規(guī)調(diào)幅波形如果用它來對載波（）進行調(diào)幅，那么，在理想情況下，常規(guī)調(diào)幅信號為： （51）其中調(diào)幅指數(shù)為比例系數(shù)。圖5-1給出了，和的波形圖。從圖中并結(jié)合式（51）可以看出，常規(guī)調(diào)幅信號的振幅由直流分量和交流分量迭加而成，

4、其中交流分量與調(diào)制信號成正比，或者說，常規(guī)調(diào)幅信號的包絡（信號振幅各峰值點的連線）完全反映了調(diào)制信號的變化。另外還可得到調(diào)幅指數(shù)Ma的表達式：顯然，當Ma1時，常規(guī)調(diào)幅波的包絡變化與調(diào)制信號不再相同，產(chǎn)生了失真，稱為過調(diào)制，如圖5-2所示。所以，常規(guī)調(diào)幅要求Ma必須不大于1。0圖5-2 過調(diào)制波形式（51）又可以寫成 （52）可見，的頻譜包括了三個頻率分量：（載波）、（上邊頻）和（下邊頻）。原調(diào)制信號的頻帶寬度是（或），而常規(guī)調(diào)幅信號的頻帶寬度是2（或2F），是原調(diào)制信號的兩倍。常規(guī)調(diào)幅將調(diào)制信號頻譜搬移到了載頻的左右兩旁，如圖5-3所示。被傳送的調(diào)制信息只存在于邊頻中而不在載頻中，攜帶信息的

5、邊頻分量最多只占總功率的三分之一（因為Ma1）。在實際系統(tǒng)中，平均調(diào)幅指數(shù)很小，所以邊頻功率占的比例更小，功率利用率更低。為了提高功率利用率，可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送載頻分量，或者進一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量，同樣可以將調(diào)制信息包含在調(diào)制信號中。這兩種調(diào)制方式分別稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（簡稱雙邊帶調(diào)幅）和抑制載波的單邊帶調(diào)幅（簡稱單邊帶調(diào)幅）。本實驗模塊所進行的實驗是雙邊帶調(diào)制與解調(diào)。000圖5-3 常規(guī)調(diào)幅波的頻譜雙邊帶調(diào)幅信號產(chǎn)生的具體電路原理圖如圖5-4所示。圖5-4 雙邊帶調(diào)幅信號產(chǎn)生電路原理圖圖中MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。MC1496可用于振幅調(diào)制、同步檢波、鑒頻

6、。本實驗就是采用MC1496作為振幅調(diào)制器。高頻載波信號從“載波輸入”點輸入，經(jīng)高頻耦合電容C08輸入至U02（MC1496）的10腳。低頻基帶信號從“音頻輸入”點輸入，經(jīng)低頻耦合電容E05輸入至U02的1腳。C08為高頻旁路電容，E06為低頻旁路電容。調(diào)幅信號從MC1496的12腳輸出。實際上，從此腳輸出的調(diào)幅信號還要經(jīng)過濾波，這樣才能保證調(diào)幅信號的質(zhì)量。濾波電路如圖5-5所示。圖5-5 雙邊帶調(diào)幅信號的濾波2、常規(guī)雙邊帶解調(diào)在解調(diào)電路中，采用二極管包絡檢波對調(diào)幅信號進行解調(diào)。因為二極管D02的作用是實現(xiàn)高頻包絡檢波，所以要求二極管的正向?qū)▔航翟叫≡胶?，在這里采用的是鍺型二極管1N60，其

7、正向?qū)妷篣F0.3V，可以很好的滿足要求。R28為負載電阻，C14為負載電容，它的值應該選取在高頻時，其阻抗遠小于R，可視為短路；而在調(diào)制頻率（低頻）時，其阻抗則遠大于R，可視為開路。利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負載RC的充放電過程，就可以還原出與調(diào)幅信號包絡基本一致的信號。具體電路如圖5-6所示。圖5-6 二極管包絡檢波解調(diào)電路五、實驗步驟1、將信號源模塊、PAM/AM模塊、頻譜分析模塊小心地固定在主機箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個模塊中的開關(guān)POWER1、POWER2，對應的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復位鍵

8、，三個模塊均開始工作。（注意，此處只是驗證通電是否成功，在實驗中均是先連線，后打開電源做實驗，不要帶電連線）3、使信號源模塊的信號輸出點“模擬輸出”輸出頻率為2KHz、峰-峰值為0.5V左右的正弦波, 旋轉(zhuǎn)“64K幅度調(diào)節(jié)”電位器使“64K正弦波”處信號的峰-峰值為1V。4、用連接線連接信號源模塊的信號輸出點“模擬輸出”和PAM/AM模塊的信號輸入點“AM音頻輸入”，以及信號源模塊的信號輸出點“64K正弦波”和PAM/AM模塊的信號輸入點“AM載波輸入”，調(diào)節(jié)PAM/AM模塊的電位器“調(diào)制深度調(diào)節(jié)”，同時用示波器觀察測試點“調(diào)幅輸出”處的波形，可以觀察到常規(guī)雙邊帶調(diào)幅波形和抑制載波的雙邊帶調(diào)幅

9、波形。5、觀察“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“調(diào)幅輸出”、“濾波輸出”、“解調(diào)幅輸出”各點處輸出的波形。6、用頻譜分析模塊（用法請參考實驗三）分別觀察普通雙邊帶調(diào)幅時“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“調(diào)幅輸出”、“濾波輸出”、“解調(diào)幅輸出”各點頻譜，以及抑制載波的雙邊帶調(diào)幅時各點頻譜并比較之。（可選）7、改變“AM音頻輸入”的頻率及幅度，重復觀察各點波形。8、改變“AM載波輸入”的頻率及幅度，重復觀察各點波形。六、輸入、輸出點參考說明1、輸入點參考說明AM音頻輸入：模擬信號輸入點，輸入的信號即為基帶信號。AM載波輸入：載波信號輸入點，頻率應遠高于基帶信號。2、輸出點參考說明調(diào)幅輸出： 調(diào)幅信號輸出點。濾波輸出： 調(diào)幅信號經(jīng)低通濾波器后的信號輸出點。解調(diào)幅輸出： 解調(diào)幅信號解調(diào)輸出點。七、實驗報告要求1、分析實驗電路的工作原理，敘述其工作過程。2、根據(jù)實驗測試記錄，