主頁 > 技術(shù)文章 > 高頻電子通信實驗之振幅解調(diào)器(包絡(luò).同步檢波）2021-11-10

高頻電子通信實驗之振幅解調(diào)器(包絡(luò).同步檢波）

一、實驗準(zhǔn)備
1．做本實驗時應(yīng)具備的知識點：
振幅解調(diào)
二極管包絡(luò)檢波
模擬乘法器實現(xiàn)同步檢波
2．做本實驗時所用到的儀器：
集成乘法器幅度解調(diào)電路模塊
晶體二極管檢波器模塊
高頻信號源
雙蹤示波器
萬用表
二、實驗?zāi)康?/strong>
1．熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)；
2．掌握用包絡(luò)檢波器實現(xiàn)AM波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對AM波解調(diào)影響；
3．理解包絡(luò)檢波器只能解調(diào)m≤100％的AM波，而不能解調(diào)m＞100％的AM波以及DSB波的概念；
4．掌握用MC1496模擬乘法器組成的同步檢波器來實現(xiàn)AM波和DSB波解調(diào)的方法；
5．了解輸出端的低通濾波器對AM波解調(diào)、DSB波解調(diào)的影響；
6．理解同步檢波器能解調(diào)各種AM波以及DSB波的概念。
三、實驗內(nèi)容
1．用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)AM波、DSB波時的性能；
2．用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AM波、DSB波時的性能；
3．用示波器觀察普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)中的對角切割失真和底部切割失真的現(xiàn)象。
四、基本原理
振幅解調(diào)即是從振幅受調(diào)制的高頻信號中提取原調(diào)制信號的過程，亦稱為檢波。通常，振幅解調(diào)的方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。
1．二極管包絡(luò)檢波
二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號電平較大（俗稱大信號，通常要求峰一峰值為1.5V以上）的AM波。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。本實驗電路主要包括二極管、RC低通濾波器和低頻放大部分，如圖9-1所示。
圖中，10D01為檢波管，10C02、10R08、10C07構(gòu)成低通濾波器，10R01、10W01為二極管檢波直流負載，10W01用來調(diào)節(jié)直流負載大小，10R02與10W02相串構(gòu)成二極管檢波交流負載，10W02用來調(diào)節(jié)交流負載大小。開關(guān)10K01是為二極管檢波交流負載的接入與斷開而設(shè)置的，10K01置“on”為接入交流負載，10K01置“off”為斷開交流負載。10K02開關(guān)控制著檢波器是接入交流負載還是接入后級低放。開關(guān)10K02撥至左側(cè)時接交流負載，撥至右側(cè)時接后級低放。當(dāng)檢波器構(gòu)成系統(tǒng)時，需與后級低放接通。10BG01、10BG02對檢波后的音頻進行放大，放大后音頻信號由10P02輸出，因此10K02可控制音頻信號是否輸出，調(diào)節(jié)10W03可調(diào)整輸出幅度。圖中，利用二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娐返某浞烹姇r間常數(shù)不同（實際上，相差很大）來實現(xiàn)檢波，所以RC時間常數(shù)的選擇很重要。RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真（又稱惰性失真）。RC常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮要求滿足下式：

圖9-1 二極管包絡(luò)檢波電路
2．同步檢波
同步檢波又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步（同頻、同相）的一個恢復(fù)載波與已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)出調(diào)制信號。本實驗采用MC1496集成電路來組成解調(diào)器，如圖9-2所示。圖中，恢復(fù)載波vc先加到輸入端9P01上，再經(jīng)過電容9C01加在⑻、⑽腳之間。已調(diào)幅波vamp先加到輸入端9P02上，再經(jīng)過電容9C02加在⑴、⑷腳之間。相乘后的信號由（6）腳輸出，再經(jīng)過由9C04、9C05、9R06組成的P型低通濾波器濾除高頻分量后，在解調(diào)輸出端（9P03）提取出調(diào)制信號。
需要指出的是，在圖9-2中對1496采用了單電源（+12V）供電，因而⒁腳需接地，且其它腳亦應(yīng)偏置相應(yīng)的正電位，恰如圖中所示。
五、實驗步驟
（一）實驗準(zhǔn)備
1．選擇好需做實驗的模塊：集成乘法器幅度調(diào)制電路、二極管檢波器、集成乘法
器幅度解調(diào)電路。
2．接通實驗板的電源開關(guān)，使相應(yīng)電源指示燈發(fā)光，表示已接通電源即可開始實驗。
注意：做本實驗時仍需重復(fù)實驗8中部分內(nèi)容，先產(chǎn)生調(diào)幅波，再供這里解調(diào)之用。
（二）二極管包絡(luò)檢波
1．AM波的解調(diào)
（1）的AM波的解調(diào)
① AM波的獲得
與實驗8的五、4．⑴中的實驗內(nèi)容相同，低頻信號或函數(shù)發(fā)生器作為調(diào)制信號源（輸出300mVp-p的1kHz正弦波），以高頻信號源作為載波源（輸出200mVp-p的2MHz正弦波），調(diào)節(jié)8W03，便可從幅度調(diào)制電路單元上輸出的AM波，其輸出幅度（峰-峰值）至少應(yīng)為0.8V。
② AM波的包絡(luò)檢波器解調(diào)
先斷開檢波器交流負載（10K01=off），把上面得到的AM波加到包絡(luò)檢波器輸入端（10P01），即可用示波器在10TP02觀察到包絡(luò)檢波器的輸出，并記錄輸出波形。為了

圖9-2 MC1496 組成的解調(diào)器實驗電路

更好地觀察包絡(luò)檢波器的解調(diào)性能，可將示波器CH1接包絡(luò)檢波器的輸入10TP01，而將示波器CH2接包絡(luò)檢波器的輸出10TP02（下同）。調(diào)節(jié)直流負載的大�。ㄕ{(diào)10W01），使輸出得到一個不失真的解調(diào)信號，畫出波形。
③ 觀察對角切割失真
保持以上輸出，調(diào)節(jié)直流負載（調(diào)10W01），使輸出產(chǎn)生對角失真，如果失真不明顯可以加大調(diào)幅度（即調(diào)整8W03），畫出其波形，并記算此時的值。
④觀察底部切割失真
當(dāng)交流負載未接入前，先調(diào)節(jié)10W01使解調(diào)信號不失真。然后接通交流負載（10K01至“on”，10K02至左側(cè)），示波器CH2接10TP03。調(diào)節(jié)交流負載的大小（調(diào)10W02），使解調(diào)信號出現(xiàn)割底失真，如果失真不明顯，可加大調(diào)幅度（即增大音頻調(diào)制信號幅度）畫出其相應(yīng)的波形，并計算此時的。當(dāng)出現(xiàn)割底失真后，減小（減小音頻調(diào)制信號幅度）使失真消失，并計算此時的。在解調(diào)信號不失真的情況下，將10K02撥至右側(cè)，示波器CH2接10TP04，可觀察到放大后音頻信號，調(diào)節(jié)10W03音頻幅度會發(fā)生變化。
（2）的AM波的解調(diào)
調(diào)節(jié)8W03，使=100%，觀察并記錄檢波器輸出波形。
（3）的AM波的解調(diào)
加大音頻調(diào)制信號幅度，使>100%,觀察并記錄檢波器輸出波形。
（4）調(diào)制信號為三角波和方波的解調(diào)
在上述情況下，恢復(fù)，調(diào)節(jié)10W01和10W02，使解調(diào)輸出波形不失真。然后將低頻信號源的調(diào)制信號改為三解波和方波（由K101控制），即可在檢波器輸出端（10TP02、10TP03、10TP04）觀察到與調(diào)制信號相對應(yīng)的波形，調(diào)節(jié)音頻信號的頻率（低頻信號源中W101），其波形也隨之變化。
2．DSB波的解調(diào)
采用實驗8中五、3相同的方法得到DSB波形，并增大載波信號及調(diào)制信號幅度，使得在調(diào)制電路輸出端產(chǎn)生較大幅度的DSB信號。然后把它加到二極管包絡(luò)檢波器的輸入端，觀察并記錄檢波器的輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。
（三）集成電路（乘法器）構(gòu)成的同步檢波
1.AM波的解調(diào)
將幅度調(diào)制電路的輸出接到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端(9P02)。解調(diào)電路的恢復(fù)載波，可用鉚孔線直接與調(diào)制電路中載波輸入相連，即9P01與8P01相連。示波器CH1接調(diào)幅信號9TP02，CH2接同步檢波器的輸出9TP03。分別觀察并記錄當(dāng)調(diào)制電路輸出為=30%、=100%、>100%時三種AM的解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。
2．DSB波的解調(diào)
采用實驗8的五、3中相同的方法來獲得DSB波，并加入到幅度解調(diào)電路的調(diào)幅輸入端，而其它連線均保持不變，觀察并記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號作比較。改變調(diào)制信號的頻率及幅度，觀察解調(diào)信號有何變化。將調(diào)制信號改成三角波和方波，再觀察解調(diào)輸出波形。
（四）調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實驗
按圖9-3可構(gòu)成調(diào)幅與檢波的系統(tǒng)實驗。

圖9-3 調(diào)幅與檢波系統(tǒng)實驗圖

六、實驗報告要求
1、由本實驗歸納出兩種檢波器的解調(diào)特性，以“能否正確解調(diào)”填入表中。

輸入的調(diào)幅波 AM波 DSB

=30% =100% >100%

包絡(luò)檢波

同步檢波

2、觀察對角切割失真和底部切割失真現(xiàn)象并分析產(chǎn)生的原因。
3、對實驗中的兩種解調(diào)方式進行總結(jié)。