集成乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)
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包括乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
1． 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)理解包括乘法器幅度調(diào)制的作業(yè)原理，檢驗(yàn)普通調(diào)幅波（AM）和抑制載波雙邊帶調(diào)幅波（）的相關(guān)課程課程理論。
2． 掌控把握用包括模仿乘法器MC1496完成AM和DSB-SC的方法，并研究調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)與已調(diào)波之間的關(guān)系。
3． 掌控把握在示波器上測(cè)量與調(diào)節(jié)調(diào)幅波特性的方法。
二、實(shí)驗(yàn)使用儀表器具
1．包括乘法調(diào)幅實(shí)驗(yàn)板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
4.低頻信號(hào)源（可選）
三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)原理與電子回路
1.調(diào)幅信號(hào)的解析
(一) 普通調(diào)幅波（AM）（表達(dá)式、波動(dòng)線、頻譜、功率（W））
(1)．普通調(diào)幅波（AM）的表達(dá)式、波動(dòng)線
設(shè)調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦波： ,載波信號(hào)為 ：
普通調(diào)幅波（AM）的表達(dá)式為=
式中，稱為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度。
由于調(diào)幅系數(shù)與調(diào)制電壓（V）的振幅成正比，即越大，越大，調(diào)幅波幅度改變?cè)酱螅?br />
一般小于或等于1。如果>1，調(diào)幅波產(chǎn)生失真，這種現(xiàn)象稱為過調(diào)幅。
圖1-1 調(diào)幅波的波動(dòng)線
（2）. 普通調(diào)幅波（AM）的頻譜
普通調(diào)幅波（AM）的表達(dá)式展開得：
（5-2）
它由三個(gè)高頻分量構(gòu)成。將這三個(gè)頻率分量用圖畫出，便可得到圖1-2所示的頻譜圖，在這個(gè)圖上調(diào)幅波的每一個(gè)正弦分量用一個(gè)線段表示，線段的長(zhǎng)度代表其幅度，線段在橫軸上的位置代表其頻率。
圖1-2 普通調(diào)幅波的頻譜圖
調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制信號(hào)搬移到高頻載波分量?jī)蓚?cè)的過程。在單頻調(diào)制時(shí)，其調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號(hào)頻譜的兩倍，即
（3）．普通調(diào)幅波（AM）的功率（W）
載波分量功率（W）：
上邊頻分量功率（W）：
下邊頻分量功率（W）：
因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)給出的平均功率（W）為：
可見，邊頻功率（W）隨的增大而多加，當(dāng)時(shí)，邊頻功率（W）為最大，即。
這時(shí)上、下邊頻功率（W）之和只有載波功率（W）的一半，這也就是說，用這種調(diào)制方法，發(fā)送端發(fā)送的功率（W）被不攜帶信息的載波占去了很大的比例，顯然，這是很不經(jīng)濟(jì)的。但由于這種調(diào)制設(shè)備簡(jiǎn)便，特別是解調(diào)更簡(jiǎn)便，方便接收，所以它仍在某些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
(二) 抑制載波雙邊帶調(diào)幅（）
(1)．抑制載波雙邊帶調(diào)幅（）的表達(dá)式、波動(dòng)線
由于載波不攜帶信息，因此，為了節(jié)省發(fā)射功率（W），可以只發(fā)射含有信息的上、下兩個(gè)邊帶，而不發(fā)射載波，這種調(diào)制方法稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅，簡(jiǎn)稱雙邊帶調(diào)幅，用表示?？蓪⒄{(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)直接加到乘法器或平衡調(diào)幅器電子回路得到。雙邊帶調(diào)幅信號(hào)寫成：
為由調(diào)幅電子回路決定的系數(shù)；是雙邊帶高頻信號(hào)的振幅，它與調(diào)制信號(hào)成正比。雙邊帶調(diào)幅的調(diào)制信號(hào)、調(diào)幅波動(dòng)線如圖1-3所示。雙邊帶調(diào)幅波的包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號(hào)的改變規(guī)律。圖1-4為頻譜圖。
由以上討論可以看出調(diào)制信號(hào)有如下的特別點(diǎn)：
圖1-3 雙邊帶調(diào)幅的調(diào)制信號(hào)、調(diào)幅波 圖1-4 頻譜圖
（a）信號(hào)的幅值仍隨調(diào)制信號(hào)而改變，但與普通調(diào)幅波不一樣，的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的形狀，仍保持調(diào)幅波頻譜搬移的特征。
（b）在調(diào)制信號(hào)的正負(fù)半周，載波的相位反相，即高頻振蕩的相位在瞬間有的突變。
（3）調(diào)制，信號(hào)仍集中在載頻附近，所占頻帶為
由于調(diào)制抑制了載波，輸出功率（W）是有用信號(hào)，它比普通調(diào)幅經(jīng)濟(jì)。但在頻帶運(yùn)用率上沒有什么改進(jìn)。
(三) 抑制載波單邊帶調(diào)幅（）
完成抑制載波的單邊調(diào)幅的方法很多，其中最簡(jiǎn)便的方法是在雙邊帶調(diào)制后接一個(gè)邊帶濾波器，它可以取出一個(gè)邊帶，抑制掉另一邊帶。當(dāng)邊帶濾波器的通帶位于載頻以上時(shí)，提取上邊帶，否則就提取下邊帶。用這種方法完成單邊帶調(diào)幅的數(shù)學(xué)模型如圖1-5所示。
圖1-5 完成單邊帶調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)模型
經(jīng)過邊帶濾波器后，就可得到上邊帶或下邊帶即：
下邊帶信號(hào)
上邊帶信號(hào)
從上式看出，信號(hào)在傳輸信號(hào)時(shí)，不但功率（W）運(yùn)用率高，而而且它所占用的頻帶比AM、DSB減小了一半，即，頻帶運(yùn)用充分，因此已成為短波通信中的一種重要調(diào)制方法。
2. 包括模仿乘法器MC1496作業(yè)原理
完成調(diào)幅 的方法很多，目前 包括模仿乘法器得到廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用 MC1496包括模仿乘法器來完成普通調(diào)幅波（AM）和抑制載波雙邊帶調(diào)幅（）。
圖1-6 MC1496的內(nèi)部電子回路及引腳圖
MC1496是雙平衡四象限模仿乘法器。其內(nèi)部電子回路圖和引腳圖如圖1-6 所示。其中V1、V2與V3、V4構(gòu)成雙差分放大器，V5、V6構(gòu)成的單差分放大器用以激勵(lì)V1～V4。V7、V8及
其偏置電子回路構(gòu)成差分放大器V5、V6的恒流源。引腳8與10接寫入電壓（V）ux，1與4接另一寫入電壓（V）uy，輸出電壓（V）u0從引腳6與12輸出。引腳2與3外接電阻RE，對(duì)差分放大器V5、V6產(chǎn)生串聯(lián)電流（A）負(fù)反饋，以拓展寫入電壓（V）Uy的線性動(dòng)態(tài)界限。引腳14為負(fù)電源端（雙電源供電時(shí)）或接地端（單電源供電時(shí)），引腳5外接電阻R5。用來調(diào)動(dòng)偏置電流（A）I5及鏡像電流（A）I0的值。
MC1496可以應(yīng)用單電源供電，也可以應(yīng)用雙電源供電，器件的靜態(tài)作業(yè)點(diǎn)由外接元件確定，靜態(tài)偏置電壓（V）的設(shè)定應(yīng)保證各個(gè)晶體管作業(yè)在放大狀態(tài)，即晶體管的集一基極間的電壓（V）應(yīng)大于或等于2V，小于或等于最大允許作業(yè)電壓（V）。一般現(xiàn)象下，晶體管的基極電流（A）很小， ，三對(duì)差分放大器的基極電流（A）I8、I10、I1和I4可以忽略不計(jì)，因此器件的靜態(tài)偏置電流（A）主要采用恒流源的值確定。當(dāng)器件為單電源作業(yè)時(shí)，引腳14接地，5腳經(jīng)過一電阻R5接正電源（+UCC的經(jīng)經(jīng)典型值為+12V），由于I0是I5的鏡像電流（A），所以改變電阻R5可以調(diào)動(dòng)I0的大小，即
當(dāng)器件為雙電源作業(yè)時(shí)，引腳14接負(fù)電源-UEE(一般接-8V)，5腳經(jīng)過一電阻R5接地，因此，改變R5也可以調(diào)動(dòng)I0的大小，即
按照MC1496的功能功能數(shù)值，器件的靜態(tài)電流（A）小于4mA，一般取I0＝I5＝1mA左右。
3.實(shí)驗(yàn)電子回路
說明：為多加模型塊功能，本模型塊已改進(jìn)為"乘法器混頻、調(diào)幅"模型塊，除保留原包括乘法器調(diào)幅功能外，另加入包括乘法器混頻功能。當(dāng)實(shí)行包括乘法器調(diào)幅實(shí)驗(yàn)時(shí)，把J1、J3、J5上的跳線塊放置于1-2位置，將J2、J8、J9上的跳線塊放置于2-3位置，（J4、J6、J7不插跳塊）；IN2、IN3分別寫入1KHz正弦波基帶調(diào)制信號(hào)與10.7MHz高頻正弦載波，IN1空閑。
當(dāng)實(shí)行包括乘法器混頻實(shí)驗(yàn)時(shí)，把J2、J3、J5、J8、J9上的跳線塊放置于1-2位置，將J1上的跳線塊改插于2-3位置，（J4、J6、J7不插跳塊）；IN1、IN3分別寫入10.245 MHz與10.7MHz高頻正弦波，IN2空閑。
包括乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)電子回路如圖1-7。
圖1-7 MC1496包括包括乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)電子回路
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1．模仿乘法器的調(diào)動(dòng)。
2．普通調(diào)幅波（AM）的產(chǎn)生，調(diào)幅系數(shù)ma測(cè)量與調(diào)節(jié)。
3．抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波（DSB/SC-AM）的產(chǎn)生與查看。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1．模仿乘法器的調(diào)動(dòng)
⑴ 在實(shí)驗(yàn)箱主板上插上包括乘法器幅度調(diào)制電子回路模型塊。接通實(shí)驗(yàn)箱上電源開關(guān)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。
⑵ 信號(hào)源功能數(shù)值調(diào)動(dòng)如下（示波器監(jiān)測(cè)）：
調(diào)制信號(hào)源： 頻率界限：1kHz， 波動(dòng)線選用：正弦波，輸出峰-峰值：300mV
載波信號(hào)源：作業(yè)頻率：2-10.7MHz（任選，建議應(yīng)用6.5MHz或10.7MHz）用頻率計(jì)測(cè)量，輸出幅度（峰-峰值）300mV，用示波器查看。
⑶ 調(diào)節(jié)步驟：
在IN3端加入載波信號(hào)，（IN2調(diào)制信號(hào)暫不加），TPI3點(diǎn)監(jiān)測(cè)幅度。調(diào)動(dòng)W2使OUT端輸出電壓（V）幅度最小。在IN2端加入調(diào)制信號(hào)，（載波信號(hào)暫不加），TPI2點(diǎn)監(jiān)測(cè)幅度。調(diào)動(dòng)W1使輸出電壓（V）幅度最小。反復(fù)實(shí)行上述調(diào)節(jié)，使OUT端輸出電壓（V）幅度達(dá)到最小。
2．普通調(diào)幅波（AM）的產(chǎn)生，調(diào)幅系數(shù)測(cè)量與調(diào)節(jié)。
在IN3端加入載波信號(hào)，在IN2端加入調(diào)制信號(hào)，調(diào)動(dòng)W2，在OUT端查看普通調(diào)幅波（AM）。調(diào)動(dòng)示波器時(shí)基旋鈕使熒光屏顯露幾個(gè)周期的調(diào)幅波波動(dòng)線，如圖1-8所示。
用雙蹤示波器的通道1接TPI2點(diǎn)，通道2接TPO11點(diǎn)，查看調(diào)制信號(hào)波動(dòng)線與輸出的普通調(diào)幅波（AM）信號(hào)的包絡(luò)，注意解析對(duì)比它們之間的相互關(guān)系。
分別產(chǎn)生調(diào)幅系數(shù)ma=(A-B)/(A+B) 為0.3、0.5 和1的普通調(diào)幅波（AM），記錄于表1-1中：
表1-1 調(diào)制信號(hào)頻率： KHz，載波信號(hào)頻率： MHz
|
調(diào)幅系數(shù)ma |
A |
B |
|
0.3 |
|
|
|
0.5 |
|
|
|
1 |
|
|
3．抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波（DSB/SC-AM）的產(chǎn)生與查看
⑴抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波波動(dòng)線查看
在IN3端加入載波信號(hào)，在IN2端加入調(diào)制信號(hào)，調(diào)動(dòng)W2（去掉直線DC），在OUT端查看抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波波動(dòng)線。調(diào)動(dòng)示波器時(shí)基旋鈕使熒光屏顯露幾個(gè)周期的調(diào)幅波波動(dòng)線 。
用雙蹤示波器的通道1接TPI2點(diǎn)，通道2接TPO11點(diǎn)，查看寫入調(diào)制信號(hào)波動(dòng)線與輸出的雙邊帶調(diào)幅波（DSB/SC-AM）信號(hào)的包絡(luò)，注意它們之間的相互關(guān)系，并與前述普通調(diào)幅波（AM）信號(hào)的包絡(luò)實(shí)行對(duì)比，解析二者有何區(qū)別。
⑵抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波（DSB/SC-AM）信號(hào)反相點(diǎn)查看
為了清楚地查看抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波信號(hào)過零點(diǎn)的反相，必須降低載波的頻率，本實(shí)驗(yàn)可將載波信號(hào)降低為100KHZ，幅度仍為100mv，接入IN3，調(diào)制信號(hào)仍為1KHZ（幅度100mv），接入IN2端。
增大示波器X軸掃描速率，仔細(xì)查看調(diào)制信號(hào)過零點(diǎn)時(shí)刻信號(hào)，過零點(diǎn)時(shí)刻的波動(dòng)線應(yīng)該反相。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．整理按實(shí)驗(yàn)步驟所得的數(shù)值，測(cè)繪制作記錄的波動(dòng)線
2．畫出DSB-SC波動(dòng)線及m=100％時(shí)的AM波動(dòng)線，對(duì)比兩者的區(qū)別
3．總結(jié)由本實(shí)驗(yàn)所獲取的體會(huì)。
常見問題：
1、如果我要購買集成乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機(jī)價(jià)”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的集成乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級(jí)到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開集成乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的集成乘法器幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認(rèn)證，擁有多項(xiàng)專利與著作權(quán)。
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