通信电路课程设计用到的实验材料解析

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1、高频电子线路实验指导书实验注意事项1、接通电源前请确保电源插座接地良好。2、各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位 器和可调电容等均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。3、请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。4、本实验平台的连接线均采用两端都带 Q9插头的连接线，使用连接线时，在 保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放， 检查无误后方可通电实验。拆线时若遇到连 线与孔连接过紧的情况，应用手捏住线端的金属外壳轻轻摇晃，直至连线与孔松脱， 切勿盲目旋转及用蛮力强行拔出。5、按动开关或转动电位器时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。实验一咼频模块系统预备实验一、仪器

2、介绍高频电路实验平台是根据各高校电子类专业的高频课程而设计的，结合当今无 线对讲机的应用而设计的实验系统。高频电路实验平台力求电路原理清楚，重点突 出，实验内容丰富；其电路设计构思新颖、技术先进、波形测量点选择准确，具有 一定的代表性。二、实验平台结构高频电路实验平台由六大模块组成：1、发射电路模块；2、接收电路模块；3、基本电路模块；4、音频信号源产生模块；5、数字信号源产生模块；6小课题设计模块。24左頼宝吐应用（需牧电罵喝块）12册药或脸恵眉摸拟45号涯产生越註；E15I*O 口口 1=11=11=1o* *0*0尸甘巩M2宮土宝呂土土自宮宮岂主宮岂呂冉虽書宮占吿二吿土吕出二人- , 2

3、1 20 : - 一r10iiEZ1 v-i-vv*13目19;k忙幽眾号鵲谭遲览甘賞区一4图1.1高频电路实验平台的结构框图高频电路实验平台的结构框图如图1.1所示，这六大模块又由若干个小功能区组成，下面对每个小功能区说明如下:发射电路模块：(1) 声音信号接入区；(2) 电源稳压区；(3) 压控振荡及锁相环路区；(4) 咼频小信号功率放大区。接收电路模块：(5) 一本振锁相环区；(6) 电源稳压区；(7) 接收高频小信号处理及一混频、二混频、鉴频区;(8)-音频信号功率放大区。基本电路模块：(13)IC ( MC1496)幅度调制区;(14)IC ( MC1496)幅度解调区;(15) I

4、C ( LM565)频率调制区；(16)IC ( LM565)频率解调区；(17)电源稳压区；(18)音频信号功率放大区。音频信号源产生模块：(9) 非同步正弦波产生区；(10) 2K同步正弦波产生区；(11) 音乐信号产生区。数字信号源产生模块：(12) 产生1kHz2048kHz的方波信号(按倍频递增)。小课题设计模块：(19) 面包板开发区；(20) DIP封装芯片引脚引出测试区；(21) 电源引出区(从上至下：-12V、GND、+5V、+12V)3、音乐信号源音乐信号产生电路用来产生音乐信号作为调制信号，以检查通话质量。音乐信 号由U203音乐片厚膜集成电路产生。音乐信号源发生模块图3

5、.3所示。图3.3音乐信号源发生模块电原理图五、实验步骤1、 打开实验箱右侧电源开关；按下实验板电源开关K101，电源指示灯D101 亮；2、将CPLD产生的2kHz方波信号送入同步信号电路（内部已连好，在这不用 连，如果K101未打开，则须外接一个 2kHz/5Vp-p的方波信号到J202）。3、用示波器观测SP201、SP203 SP204等各点波形。SP201： 0.3-3.4kHz的非同步信号，通过 W201来改变频率，W202来改变占空 比，通过W203来改变其幅度。如图3.4所示。实验一高频信号测量实验、实验目的1、熟悉示波器的使用2、熟悉信号发生器的使用3、熟悉高频毫伏表的使用4

6、、熟悉实验平台、实验仪器1、高频电路实验平台1台2、示波器1台3、信号发生器1台4、高频毫伏表1台、实验内容和步骤1、测量SP102方波的2kHz波形面板测量点如下表所示。表测量点表测量点频率波形对应U101引脚SP1022kHz方波77脚SP1122048kHz方波11脚、开启电源：打开实验箱右侧电源开关，按下实验板电源开关黄色按钮K101，电源指示灯D101亮，系统开始工作；打开示波器的电源，并把CH1通道输入开关打开。（2）、连接示波器探头：示波器测量线一头（圆头）连接示波器 CH1通道，探头连接测量点 V测量 各波形，实验箱上GND为接地点，测量各点波形时示波器探头的地线夹子 歹产应

7、先接地。（3）、测量方波波形：示波器探头测量SP102的波形：调整以下旋钮：右侧垂直位置旋钮（垂直 POSITION垂直位置幅度缩放旋钮（垂直樹SCALE）、水平位置旋钮（水平POSITION）水平位置宽度缩放旋钮（水平SCALE ）o （或使用示波器右上方 auto按钮自动调整并把合适的波形显示到示波器上）。（4）、将测量波形记录到实验报告中，并根据示波器的波形显示计算频率、周期2、测量SP112方波的2048kHz波形实验步骤与1相同，将测量波形记录到实验报告中，并根据示波器的波形显示计 算频率、周期。3、高频毫伏表测量1、2中波形的电压(1) 、高频毫伏表简介：毫伏表是一种用来测量正弦电

8、压的交流电压表。主要用于测量毫伏级以下的毫 伏、微伏交流电压。高频毫伏表主要测量高频电压的 有效值(不是峰峰值Vpp，有效 电压乘以2 2即为峰峰值)。(2) 、高频毫伏表校准：将量程开关调到1V，接通电源，开机预热10-15分钟，将探头插入后面的校正 孔，接通良好后，调节前面板“满度”按钮，使指针在 1V满度，然后拔出探头，将 量程开关调到3mv，调节“调零”旋钮，将指针指到 0。校准完毕。(3) 、高频毫伏表连接：连接高频毫伏表的测量线，一头连接到高频毫伏表，探头用于测量电压，实验箱 上GND为接地点，测量各点波形时高频毫伏表探头的地线夹子应先接地。(4) 、高频毫伏表测量1、2波形的电压

9、：打开高频毫伏表开关，然后调整按钮把量程调到3V，使用高频毫伏表探头测量第1、2步波形SP102、SP112方波的电压。(5) 、将毫伏表测量1、2波形的电压值记录到实验报告中，比较测量值与示波器 读数的值。4、测量信号发生器输出1Vp-p、10kHz方波波形1) 打开信号发生器电源开关。2) 选择信号发生器左下方波按钮，并将信号发生器CH1输出开关打开O小 口 J3) 选中信号发生器的幅度调节按钮调整信号幅度为1Vp-p。4) 选中信号发生器的频率调整按钮，通过:込-曲按钮可以调整频率，或者直接用设置频率。5) 将信号发生器CH1输出连接到示波器的CH1输入。6) 观察示波器波形，并在实验报

10、告中记录波形。根据示波器的波形显示计算频 率、周期。5、测量信号发生器输出正弦波形 1Vp-p、10MHz信号发生器波形输出改为正弦波邑，并调整频率为10MHz，幅度为1Vp-p 观察波形，并在实验报告中记录波形。根据示波器的波形显示计算频率、周期。6、高频毫伏表测量4、5波形的电压调整高频毫伏表量程调到1V，使用高频毫伏表测量4、5的方波波形(1Vp-p、 10kHz)、正弦波形(1Vp-p、10MHz)的电压，并记录在实验报告中。比较测量值与示 波器读数值。高频电子线路实验指导书实验二高频小信号选频放大实验、实验目的1、掌握并联谐振回路的谐振条件。2、掌握并联谐振回路的谐振曲线、相频特性曲

11、线和通频带的描述方法。、实验仪器1、咼频实验箱1台2、双踪示波器1台3、频率计1台4、咼频信号发生器1台三、本实验注意事项1、在测量时，可将探头端打到 X10档，以尽量减小探头对电路的影响。2、在调节中周磁芯时要十分小心，以免损坏器件。三、实验内容1、画出电路的交流等效电路。2、测试该电路的选频特性。3、根据所测数据描绘其谐振特性曲线。四、实验原理及电路高频小信号选频放大电原理图如图 9.1所示。放大器输入端C508、T501为一 个高通滤波器，用来滤除低频干扰信号，其截止频率较低对，对选频特性影响很小。小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信 号的线性放大。表征高

12、频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率fo,谐振电压放大倍数Avo，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数 Kro.1来表示）等。放大器各项性能指标及测量方法如下：1、谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率 fo称为放大器的谐振频率，对于图 9.1所示电路，fo的表达式为fo=1，式中L为调谐回路电感线圈的电感量；Ct2兀jLCy-为调谐回路的总电容，Ct的表达式为C广C R2coe，式中C为C518； Coe高频电子线路实验指导书Pl为初级线圈抽头系数;P2为初为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容; 次级线圈匝数比系数。2R51 33K图9.1高频信号选频实验电原理图混频

13、，混频，鉴调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点fo。2、电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数Avo称为调谐放大器的电压放大倍数。Avo的表达式为_ V_ PlP2yfe_ 一 PlP2yfe0 ViP2ge + P；gie +G式中，为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是 yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压 Vo与输入电压Vi相位差不是180o而是为180(+0fe。Avo的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图9.1中 输出信号Vo及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数 Avo由下式计算：Azo = V I、或 A/0 =

14、20 1 g (V /V)dB3、通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍 数下降，习惯上称电压放大倍数 Av下降到谐振电压放大倍数 Avo的0.707倍时所对 应的频率偏移称为放大器的通频带 BW，其表达式为BW = 2 对0.7= f0/QL式中，Ql为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数 Av0与通频带BW的关系为|yfe|Avo BW2q上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容 C为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常 数的概念是相同的。通频带BW的测量方法：是通过测

15、量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法 可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路 使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数Av0然后改变高频信号发生器的 频率（保持其输出电压Vs不变），并测出对应的电压放大倍数 Av0。由于回路失谐 后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图9.2所示。图9.2谐振曲线可得：BW = fH - L =2也f0.7，通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想 得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体 管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量 Cs,选用高Q值的电感线圈。如果放大 器只用来放大来

16、自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提 高放大器的增益。4、选择性一一矩形系数调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kvo.i时来表示，如图9.2所示的谐振曲线，矩形系数Kvo.i为电压放大倍数下降到0.1 Avo时对应的频率偏移与电压 放大倍数下降到0.707 Avo时对应的频率偏移之比，即Kv o. i= 2 0 . 1A 2 of. 7也=2 o .fi / B W上式表明，矩形系数Kvo.i越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反 之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差（矩形系数Kvo.i远大于1），为提高放大 器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器

17、。可以通过测量调谐放大器的 谐振曲线来求矩形系数Kvo.i。五、实验步骤1、将K503的i, 2脚用跳线器连接起来。2、 打开高频信号发生器，调整频率范围：i0MHz 12MHz，幅度（峰-峰）在 40mV左右。3、打开实验箱右侧电源开关，按下实验板电源开关K50i，此时电源指示灯D50i 亮。4、在J501处输入高频小信号。5、在SP503处示波器进行观察高频信号，并记录频率改变后，输出幅度的变 化。将结果填入表9.1中。表9.1高频信号选频实验频幅特性表fo(MHz)降 100KHZ中心频率1011MHZ升 100KHZVpp(mV)6找出数据的变化规律，并分析原因六、实验结果与讨论1 画

18、出实验电路的交流等效电路于图9.3中2. 整理实验数据，并画出谐振特性曲线于图9.3中。AA/ofo图9.3交流等效电路及谐振特性曲线3、谐振频率.4、计算选频放大器的通带宽5、观察矩形系数。实验三高频功率放大器实验一、实验目的1、掌握乙类功率放大器的基本工作原理， 乙类放大器的调谐特性，以及负载改 变时的动态特性。2、了解丙类功率放大器的基本工作原理， 掌握丙类放大器的调谐特性，以及负 载改变时的动态特性。3、比较甲、乙、丙类功率放大器的特点、功率、效率。4、掌握乙类放大器的计算与设计方法。二、实验仪器1、咼频实验箱1台2、双踪示波器1台3、频率计1台三、实验内容1、观察高频功率放大器在甲乙

19、类工作时的状态。2、测试甲乙类功放的调谐特性。3、测试甲乙类功放的负载特性。四、实验原理及电路在本系统中，根据实际应用，采用的是甲乙类功率放大器进行高频信号的功率 放大。1、电路图简要说明高频功率放大器实验电原理图如图 8.1所示。信号经过C424耦合进入Q404进行放大，再经过由T402、C422构成的LC谐 振回路通过天线发射到空间+9VR42039K丄 C421T402SP4561C427T 104K4042103C420载波入C424115 j-T卜101101W4032K功率调节天线输出J4042- Q912Q404 9018C4：2T20F功率放大模拟负载SIP3)丄 R4：250

20、0.5W天线输出J4042Q9+9VR42039K丄 C421_103 |Lc4：2T4028TSP456_C427104K4042C42011h101C42410112Q404901831 SW_SPDI(plP3)丄 R4：2500.5W模拟负载2W4032K功率调节功率放大图8.1甲乙类功率放大器电路原理图功率放大器的工作状态，按照放大器电流导通角9的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。功率放大器电流导通角9越小，放大器的效率n越高。甲类功率放大器的9 = 180,效率n最高只能达到25%,适用于小信号低功率 放大，一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。非线性乙类功率放大

21、器的电流导通角 90 9 180效率可达到50%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。非线性丙类功率放大器的电流导通角9 90,效率可达到80%,通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点：非线性丙类功率放大器通 常用来放大窄带高频信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1 %或更小）,基极偏置 为负值，由于电流导通角9 Ro时，放大器处于过压状态，如B点所示，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功 率较低，但效率较高。为了兼顾输出功率和效率的要求，谐振功率放大器通常选择 在临界工作状态。判断放大器是否为临界工作状态的条件是：Vcc -VcV

22、ces。4、主要技术指标及测试方法1、输出功率高频功率放大器的输出功率是指放大器的负载 Rl上得到的最大不失真功率。对 于图8.1所示的电路中，由于负载Rl与丙类功率放大器的谐振回路之间采用变压器 耦合方式，实现了阻抗匹配，则集电极回路的谐振阻抗Ro上的功率等于负载Rl上的功率，所以将集电极的输出功率视为高频放大器的输出功率，即：2 RoP 冷Vcimlclm T爲Ro =2 眷222 R测量功率放大器主要技术指标的连接电路如图8.5所示，其中高频信号发生器提供激励信号电压与谐振频率，示波器监测波形失真，直流毫安表mA测量集电极的直流电流，高频电压表 V测量负载Rl的端电压。只有在集电极回路处

23、于谐振状 态时才能进行各项技术指标的测量。可以通过高频毫伏表V及直流毫安表mA的指 针来判断集电极回路是否谐振，即电压表 V的指示为最大，毫安表mA的指示为最 小时集电极回路处于谐振。当然也可以用扫频仪测量回路的幅频特性曲线，使得中 心频率处的幅值最大，则集电极回路处于谐振。GNU功率啟大器高频扼流圈NDJGND亠工棚二 Go +VCC宜流毫安表图8.5高频功放的测试电路V2放大的输出功率可以由下式计算：R二生，式中，Vl为高频电压表V的测量Rl值。2、效率高频功率放大器的总效率由晶体管集电极的效率和输出网络的传输效率决定。而输出网络的传输效率通常是由电感、电容在高频工作时产生一定损耗而引起的

24、。放大器的能量转换效率主要由集电极的效率所决定。所以通常将集电极的效率视为高频功率放大器的效率，用n表示，即 =Pc。利用图8.5所示电路，可以通过测Po量来计算功率放大器的效率，集电极回路谐振时，n的值由下式计算：=Pc =V/Rl。式中，Vl为高频电压表V的测量值。Fq I CoVcc3、功率增益放大器的输出功率Po与输入功率Pi之比称为功率增益，用Ap （单位：dB）表 示(A =10log P)p五、实验步骤1、 打开实验箱右侧电源开关，按下实验板电源开关K401，此时电源指示灯D401 亮。2、用示波器观察SP406处的波形（振荡器输出正弦波），适当调节T402，使得 SP406处的

25、幅度达到一个最大值。3、将K404的1,2连接起来，调节 W403，示波器测量输出电压波形、高频毫 伏表测量输出电压。六、实验结果和计算1、画出该电路的交流通路，判断该电路为哪类功率放大器2、计算出发射功率。七、本实验注意事项调节T402时要用力适当，不可强拧。实验四电容三点式振汤器实验一、实验目的1、掌握考毕兹振荡电路的工作原理。2、通过实验了解晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅 度的影响。3、通过这个实验来了解实际电路中对考毕兹振荡电路的优化和应用。二、实验仪器1、咼频实验箱1台2、双踪示波器1台3、万用表1块4、频率计1台三、实验内容1、熟悉振荡器各元件及其作用。2、

26、根据电路图画出Q401的直流通路。3、根据电路图画出振荡器的交流通路。4、测试LC振荡器的频率稳定度。四、实验原理及电路图7.1考毕兹电路电原理图图7.2改进型考毕兹电原理图3Q?N_SOT2经典的电容三点式基本电路如图 7.1所示。改进型考毕兹电路如图7.2所示，在 振荡器的谐振回路中增加了电容器 C5,用以改变振荡器的振荡频率，振荡器的起振条件仍由C3和C4确定，它们同时也影响振荡频率。2、本实验电路图简要说明电路图如图7.3所示，Q401和R405的上端接+9V直流电压，C407和C409确 定振荡器的启振，变容二极管 D402用来改变振荡频率。根据这些信息即可画出该 电路的直流通路和交

27、流通路。k/az ;1RL5TO2212340-L成：构pv与1SV压稳源电5nwkL/4 3 2 1S6/DT215入输制调口KKWI口音5C8IU D402即进行压控振荡器实验。需要说明的是： W401的1端接地、3端接+5V电源，振荡 器是由变容二极管 D402、C410、C405、C406、T401、Q401构成。其工作原理如 下：K402的1,2脚连接 W401的2端向上 D402的两端压降增加的容值降低一一 振荡器频率上升一一 达到压控振荡的目的dec V压稳源电NIT4AK02U4.URop成构oev与nw430 KenwoC665TC M3OH uodo4LA XNoHZ054

28、K04VI5 UAKOV9EJ-C5C31WK*3K65k61 4jrKy2012z4r7fO7 +）6H 12VO1OutputVI丿05 as Blo504TEE50戈J:GainAdjust（Pin numbers per G package）图13.1MC1496内部电路图2）静态工作点的设定（1）静态偏置电压的设置静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态， 即晶体管的集-基极间 的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据 MC1496的特性参 数，对于图13.1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为 0时）应满足下列关系，即V 8= V 10，V 1=

29、 V 4，V 6= V 1215V v 6 （或 v 12）- v 8 （或 v 10）支V 15V v 8 （或 v 10）- v 1（或 v 4）支V15V v 1（或 v 4）- v 5 支V（2）静态偏置电流的确定静态偏置电流主要由恒流源10 的值来确定。当器件为单电源工作时，引脚 14接地，5脚通过一电阻VR接正 电源+Vcc由于I 0是15的镜像电流， 所以改变Vr可以调节10的大小，Signal Input1o 214VeeGain Adjust213N/CGain Adjust312OutputSignal llnput411N/CBias510Carrier InputOut

30、put69N/CN/C78Input Carrier图13.2MC1496引脚分布图即 I。T5VCC -0.7VVR 500当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Vee，5脚通过一电阻Vr接地，所以改变Vr可以调节I。的大小，即Vee -0.7VVR 500根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA, 一般取10 ：、l5 =1mA在本实验电路中VR用6.8K的电阻R312代替。2、实验电路说明用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图 13.3所示。器件采用双电源方式供电（+ 9V, - 5V），所以5脚偏置电阻R312接地。电 阻R303、R305、R306、R313、R

31、314为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各 个晶体管工作在放大状态。载波信号加在v1- v4 （见图13.1）的输入端，即引脚8、10之间；载波信号 Vc经高频耦合电容C301从10脚输入，C304为高频旁路电容，使8脚交流接地。调制信号加在差动放大器 V5、V6 （见图13.1 ）的输入端，即引脚1、4之间, 调制信号V经低频偶合电容E305从1脚输入。2、3脚外接1K Q电阻，以扩大调制信号动态范围。当电阻增大，线性范围增 大，但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出 脚12）输出。图13.3中W301用来调节引出脚1、4之间的平衡，在电路调至平衡 状态时，

32、12脚输出的载波被抵消，载波输出为零，电路处于抑制载波的双边带调制； 当电路调至不平衡状态时，12脚输出端有载波输出，电路处于幅度调制状态，12脚输出全调幅信号，即有载波和两个边带。SP301幅度载波入J301Q9J302Q9音频入SP307K3 021|*SW_SPDT(SIP3)SP303C306103 C301卄103E305110u/16VR3107.5KW3 01 247K14131211101 1K2341n56卡302 rR307R312R3137.5K1K _1C3056.8K3.3KR306L丿I1LI AVCCR3091K98TR30551C30310351R303100R

33、3143.3KR308VCCC31 1I103R30451C302104图13.3MC1496集成电路构成的调幅器电路图五、实验步骤1、 打开实验箱右侧电源开关，按下实验板电源开关K101、K301，此时电源指 示灯 D101、D301、D302 亮。2、 根据下表中电压正负提示，用万用表实测 MC1496的各引脚到地的直流压 降，将数据填入表13.1中。表13.1MC1496的各引脚到地的直流实测表管脚1234567891011121314正负0-0-+0+0+0+0-电压（V）3、用带Q9插头的连接线把J101和J301连接起来（或从函数信号发生器中直 接引入128kHz的载波信号接到J1

34、01 上），用示波器观察SP301处的波形（调幅载 波），调节W101,使得SP301处调幅载波幅度V0在0.2V左右。4、用示波器观察SP304处的波形（调幅载波），调节平衡电位器 W301，使得 SP304处的调幅载波幅度V1在0.2V左右。5、 加入音频信号；用带 Q9插头的连接线把J203 （2kHz同步正弦波）和J302 连接起来（或从函数信号发生器中加入一个2kHz的音频信号接到J203上），用示 波器观察SP302处的波形（同SP203处2kHz同步正弦波），调节W204，使得SP302 处音频接入幅度V2在0.2V左右。&再用示波器观察SP304处的波形（双边带调幅信号），调节

35、W204,观察调 幅波的变化，由ma=（ V2/V0）*100%计算出调幅度ma是多少，并在表13.2中填入 相应的数据。表13.2调幅度m与调幅波的波形关系表V2（V）0.10.20.30.40.5调幅度maSP304波形7、重做第4步（先不接入音频调制信号），调节平衡电位器 W301,使得SP304 调幅载波幅度Vi在0V左右，此时在第6步中在SP304处所看到的波形即为载波被 抑制的双边带调幅信号，试将观察到的信号描绘出来，并比较两种调幅信号的区别。六、实验报告要求1、整理实验数据及波形，填入上面的表格中。2、画出调幅实验中 ma 30%、ma 100%、ma 100%的调幅波形，分析过

36、调幅 的原因。3、画出当改变 W301时能得到几种调幅波形，分析其原因。4、 画出全载波调幅波形、抑止载波双边带调幅波形及单边带调幅波形，比较三 者区别。七、本实验注意事项1、使用万用表时，注意测量档、量程、正负的使用方法。2、使用示波器时，合理运用调节旋钮，使波形便于观测和描绘。3、调节W301时，用力适度。实验十四IC幅度解调实验一、实验目的1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。2、掌握二极管峰值包络检波的原理。3、掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、实验仪器1、咼频实验箱1台2、双踪示波器1台3、万用表1块4、函数信号发生器1台三、实验内容1 .完成普通调幅波的解调。2 观

37、察抑制载波的双边带调幅波的解调。3. 观察普通调幅波解调中的对角切割失真， 底部切割失真以及检波器不加高频 滤波时的现象。四、实验原理及电路检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受 调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络 变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊 情况，在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波 原理。若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各 种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将

38、调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图 14.1所示（此 图为单音频Q调制的情况）。检波过程也是应用非线性器件进行频率变换， 首先产生 许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。有载波振幅调制信号的包络直接 反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波 的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用 包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。(a)检波前01Q(b)检波后图14.1检波器检波前后的频谱1、二极管包络检波的工作原理 当输入信号较大(大于 的解调，称为大信号检波。图

39、12-2二极管包络检波的工作原理图图 14.2大信号检波原理电路如图14.2( a)所示。检波的物理过程如下：在高频信号电 压的正半周时，二极管正向导通并对电容器 C充电，由于二极管的正向导通电阻很 小，所以充电电流iD很大，使电容器上的电压 VC很快就接近高频电压的峰值。充 电电流的方向如图14.2 (a)图中所示。这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管D的两端。这时二极管导通与否，由电容器C上的电压Vc和输入信号电压Vi共同决定.当高频信号的瞬时 值小于Vc时，二极管处于反向偏置，管子截止，电容器就会通过负载电阻R放电由于放电时间常数RC远大于调频电压的周期，故放电很慢。当电容器

40、上的电压下 降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管又导通。如图14.2(b)中的ti至t2的时间为二极管导通的时间，在此时间内又对电容器充电， 电容器的电压又迅速接近第二个高频电压的最大值。在图14.2 (b)中的t2至t3时间为二极管截止的时间，在此时间内电容器又通过负载电阻R放电。这样不断地循环反复，就得到图14.2 (b)中电压Vc的波形。因此只要充电很快，即充电时间常 数RdC很小(Rd为二极管导通时的内阻)：而放电时间常数足够慢，即放电时问常数 RC很大，满足RdCvvRC，就可使输出电压Vc的幅度接近于输入电压 V的幅度， 即传输系数接近I。另外，由于正

41、向导电时间很短，放电时间常数又远大于高频电 压周期(放电时Vc的值基本不变)，所以输出电压Vc的起伏是很小的，可看成与高 频调幅波包络基本一致。而高频调幅波的包络又与原调制信号的形状相同，故输出 电压Vc就是原来的调制信号，达到了解调的目的。对于二极管包络检波，RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产 生对角切割失真又称惰性失真。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要 求满足下式：RC1噺 I：丄匹ma其中：ma为调幅系数，max为调制信号最咼角频率。当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻R不相等，而且调幅度ma又 相当大时会产生负峰切割失真(又称底边切割失真)，为了保证不

42、产生负峰切割失真 应满足 ma : - 1。R2、同步检波(1)同步检波原理同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必 须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。同步检波器的名称由此而来。外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式，如图14.3所示。411兵幣丄4牴通滤波器吠)包络检波曙O图14.3同步检波器方框图一种是将它与接收信号在检波器中相乘，经低通滤波器后检出原调制信号，如 图14.3(a)所示；另一种是将它与接收信号相加，经包络检波器后取出原调制信号， 如图14.3(b)所示。设输入的已调波为载波分量被抑止的双边带信号u i,即Vi亠cosltcos

43、 it本地载波电压v0 =V0 cos( 0 )，本地载波的角频率3 o准确的等于输入信号载波的角频率3 1,即3 1= 3 0,但二者的相位可能不同；这里 表示它们的相位差。 这时相乘输出(假定相乘器传输系数为 1)v2 = V1V0（ c ostc o s1t） c o s（2t X；,：:i ）11V1V0CO SCO st V2ocos2 （1 门）t241V1V0 co S2 （1）t:4低通滤波器滤除2 3 1附近的频率分量后，就得到频率为 Q的低频信号1 ,vV1V0 co s co S】t由上式可见，低频信号的输出幅度与cos成反比。当=0时，低频信号电压最大，随着相位差加大，

44、输出电压减弱。因此，在理想情况下，除本地载波与输 入信号载波的角频率必须相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波称为“同 步检波”(2)实验电路说明用MC1496集成电路构成的幅度解调器电路图如图14.4所示本实验既有乘积型检波器电路来实现幅度解调，如图14.4所示；也有二极管检波器电路来实现幅度解调，如图14.5所示。在图14.4中，电路说明同前一实验。不同之处是现在1,4脚加入的不是音频信号，而是由前一实验经MC1496调幅的已调幅小波信号；再经过乘法器而得到原来 的音频信号V。，音频信号从12脚出来后经两级RC低通滤波滤掉由乘法器出来的 和频信号。图14.4MC1496幅度解调电原理

45、图调幅波1K303SP314SP3_On2N41481SW_SPDT(SIP3)CL301C470uH= C330c301TD303R34847K图14.5二极管检波电原理图五、实验步骤1、打开实验箱右侧电源开关，按下实验板电源开关 K101、K301，此时电源指 示灯 D101、D301、D302 亮。2、用带Q9插头的连接线把J101（ 128kHz正弦波）和J301连接起来，用示波 器观察SP301处的波形（调幅载波），调节W101，使得输出幅度V0在0.2V左右。3、用示波器观察SP304处的波形（调幅载波），调节平衡电位器 W301，使得 SP304处的调幅载波幅度 V1在0.2V左

46、右。4、加入音频信号；用带 Q9插头的连接线把J203 （2kHz同步正弦波）和J302 连接起来（或从函数信号发生器中加入一个 2kHz的音频信号接到J203上），用示 波器观察SP302处的波形（同SP203处2kHz同步正弦波），调节W204,使得SP302 处音频接入幅度V2在0.2V左右。5、将K302的1,2脚连接起来，用示波器观察 SP303处的波形（同步载波）， 应与SP301处的波形一致。6用示波器监控SP305的波形（同步检波解调出信号），调节平衡电位器 W302, 使音频波形的幅度达到最大，载波波形的幅度达到最小。7、改变载波的频率f。（由函数信号发生器引入，幅度为1V左右），重复步骤3、4、5、6,观察SP304 SP305的波形变化情况，并将波形绘于表 14.1中。*8、将K303