调幅波的解调实验4

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1、 实实 验验 四四 振幅解振幅解调器器 实验知识准备实验知识准备1 1做本实验时应具备的知识点：做本实验时应具备的知识点：问题2 2做本实验时所用到的仪器：做本实验时所用到的仪器： GP-4 GP-4实验箱（振幅调制电路单元）实验箱（振幅调制电路单元） EE1641 EE1641函数发生器（用作调制信号源）函数发生器（用作调制信号源） WY1052 WY1052 高频信号发生器（用作载波源）高频信号发生器（用作载波源） TDS1002 TDS1002 数字存贮示波器数字存贮示波器 DT9205N DT9205N 数字万用表数字万用表. . 振幅解调基本原理振幅解调基本原理 二极管包络检波二极管

2、包络检波 模拟乘法器实现同步检波模拟乘法器实现同步检波一、一、实验目的实验目的1 1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。2 2掌握用包络检波器实现掌握用包络检波器实现AM AM 波解调的方法。了解滤波电容波解调的方法。了解滤波电容数值对数值对AM AM 波解调的影响。波解调的影响。3 3理解包络检波器只能解调理解包络检波器只能解调m m100100的的AM AM 波，而不能解调波，而不能解调m m100100的的AM AM 波以及波以及DSBDSB波的概念。波的概念。4 4掌握用掌握用MC1496 MC1496 模拟乘法器组成的同步检波器来实现模拟乘法器

3、组成的同步检波器来实现AMAM波波和和DSBDSB波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对AM AM 波解调、波解调、DSBDSB波解调的影响。波解调的影响。5 5理解同步检波器能解调各种理解同步检波器能解调各种AM AM 波以及波以及DSBDSB波的概念。波的概念。二、实验内容二、实验内容1 1用示波器观察包络检波器解调用示波器观察包络检波器解调AM AM 波、波、DSB DSB 波时波时的性能。的性能。2 2用示波器观察同步检波器解调用示波器观察同步检波器解调AMAM波、波、DSBDSB波时的波时的性能。性能。3 3用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对

4、用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM AM 波解调的影响。波解调的影响。4 4用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AMAM波解调、波解调、DSBDSB波解调的影响。波解调的影响。解解调调是是调调制制的的逆逆过过程程，是是从从高高频频已已调调波波中中恢恢复复出出原原低低频频调调制制信信号号的的过过程程。从从频频谱谱上上看看，解解调调也也是是一一种种信信号号频频谱谱的的线线性性搬搬移移过过程程，是是将将高高频频端端的的信信号号频频谱谱搬搬移移到到低低频频端端，解解调调过过程程是是和和调调制制过过程程相相对对应应的的，不同的调制方式对应于不同的解

5、调方式。不同的调制方式对应于不同的解调方式。振幅振幅调制调制过程过程 解解调调过过程程 AMAM调制调制( (全载波全载波) ) DSBDSB调制调制 SSBSSB调制调制包络检波包络检波 同步检波同步检波 峰值包络检波峰值包络检波平均包络检波平均包络检波 乘积型同步检波乘积型同步检波 叠加型同步检波叠加型同步检波 三、实验应知知识三、实验应知知识1.1.调幅波解调的方法调幅波解调的方法-包络检波法包络检波法 非线性电路非线性电路低通滤波器低通滤波器t调幅波调幅波t调幅波调幅波t调幅波调幅波t调幅波调幅波调幅波频谱调幅波频谱c+c- - c检波输出检波输出检波输出检波输出检波输出检波输出检波输

6、出检波输出包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t输出信号频谱输出信号频谱 二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰- -峰值为峰值为1.5V 1.5V 以上）的以上）的AMAM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。三、实验应知知识三、实验应知知识三、实验应知知识三、实验应知知识1.1.调幅波解调的方法调幅波

7、解调的方法同步检波法同步检波法 同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。制信号。乘积型同步检波的电路模型乘积型同步检波的电路模型: 乘法器乘法器低通滤波器低通滤波器uDSBuou解调解调载波载波叠加型同步检波的电路模型叠加型同步检波的电路模型: 包络检波器包络检波器 加法器加法器uDSBuou高频已调波高频已调波解调波输出解调波输

8、出高频已调波高频已调波解调解调载波载波解调波输出解调波输出2.2.二极管大信号包络检波器的电路组成与工作原理二极管大信号包络检波器的电路组成与工作原理 2.1 2.1 电路组成电路组成 二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器的电路组成如图所示的电路组成如图所示:VDRC它是由它是由: 1.1.输入回路（变压器耦合）输入回路（变压器耦合）2.2.检波二极管检波二极管VDVD3.RC3.RC低通滤波器组成低通滤波器组成 二极管的作用是单向导电，并利用其伏安二极管的作用是单向导电，并利用其伏安特性实现频率的变换。特性实现频率的变换。RC RC 低通滤波电路有两个作用：低通滤波电路有两个作用：

9、对低频调制信号对低频调制信号u u来说，电容来说，电容C C 的容抗的容抗 ，电容，电容C C 相当相当于开路，电阻于开路，电阻R R 就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压 对高频载波信号对高频载波信号u uc c来说，电容来说，电容C C 的容抗的容抗 ，电容，电容C C 相当于相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。 2.2 2.2 工作原理工作原理VDRCCrd当输入信号当输入信号u ui(i(t t) )为高频调幅波时，经变压器耦合送到为高频调幅波时，经变压器耦合送到检

10、波电路。检波电路。 u i(t)与与uo(t)tui(t)+- -ui+- -ui因因充电时间常数充电时间常数 （= =r rd d C C）较小，充电很快，使电较小，充电很快，使电容容C C上很快建立输出电压上很快建立输出电压u uo(o(t t) )。ididid在载波信号的正半周在载波信号的正半周, ,二极管正向导通，高频电压对电二极管正向导通，高频电压对电容容C C 充电，充电，ididid+-+-+- -uo+- -uo因为作用在二极管因为作用在二极管VDVD两端上的电压为两端上的电压为u ui i( (t t) )与与u uo o( (t t) )之差，之差，即即u uD D= =

11、 u ui i- - u uo o。所以二极管的导通与否取决于所以二极管的导通与否取决于u uD D + uD - -uD= ui- - uo当当u uD D= = u ui i- - u uo o 0 0，二极管导通；二极管导通；当当u uD D= = u ui i- - u uo o 000，二极，二极管导通，对管导通，对C C 充电。峰值下降使充电。峰值下降使uD D RCRC放电放电的速率。的速率。避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件： 在任何时刻，电容在任何时刻，电容C C上电压的变上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化化率应大于或等于包络信号的变化率，即率，即仿真仿真

12、Uim(1-ma)2 2. .4 4. .2 2底部切割失真底部切割失真 一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求： Ui m UR二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。当当 U UR R U Uimim(1-m(1-ma a) ) UR仿真仿真或或 通常通常C Cd d取值较大取值较大( (一般为一般为5 510F)10F)，在，在C Cd

13、 d两端的直流电压两端的直流电压U UDCDC，大小近似等于载波大小近似等于载波电压振幅电压振幅UDC=KdUim U UDCDC经经R R和和R RL L分分压压后后在在R R上上产产生生的的直直流电压为：流电压为： 由于由于U UR R对对检波检波二极管二极管VDVD来说相当来说相当于一个反向偏置电压，会影响二极于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。管的工作状态。 在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于U UR R , ,后级放大器后级放大器ui+- -+UDC - -+- -UR+u(t)- - 显然，显然，R RL L越小，越小，U UR

14、 R分压值越大，底部切分压值越大，底部切割割失真越容易产生；另外，失真越容易产生；另外，m ma a值越值越大，调幅波包络的振幅大，调幅波包络的振幅m ma aU Uimim越大，调幅波包络的负峰值越大，调幅波包络的负峰值U Uimim( (1-1-m ma a) )越小，底部越小，底部切切割割失真也越易产生。失真也越易产生。 要要防防止止这这种种失失真真，必必须须要要求求调调幅幅波波包包络络的负峰值的负峰值U Uimim( (1-1-m ma a) ) 大于直流电压大于直流电压U UR R。即即避免底部切割失真的条件为：避免底部切割失真的条件为： 式中，式中，R R= =R RL L/R R

15、为检波器输出端为检波器输出端的交流负载电阻，而的交流负载电阻，而R R为直流负为直流负载电阻。载电阻。 CRLRVDCd 实验电路实验电路 二极管峰值包络二极管峰值包络检波器检波器 D D为检波二极管，电阻为检波二极管，电阻R91R91和和R83R83为检波器的直流负载，电阻为检波器的直流负载，电阻R91R91与电容与电容C96C96和和C90C90组成组成型低通滤波器，型低通滤波器，C94C94为耦合电容，对低频信号呈现短路。为耦合电容，对低频信号呈现短路。R94R94为下一级为下一级的输入电阻。的输入电阻。 当检波电路接有当检波电路接有C94 C94 、R94R94后，其直流负载后，其直流

16、负载R=R R=R 交流负载交流负载R R交交=R/R=R/R交交 如果如果RR不等于不等于R R交交 则会产生负削峰失真。则会产生负削峰失真。R=R1/R2=0.1-0.2R=R1/R2=0.1-0.2范围内一般为范围内一般为5K5K C=C1+C2 C=C1+C2 一般取一般取C1=C2 C1=C2 为为0.01uF0.01uF四、实验应会技能四、实验应会技能（1）二极管包络检波器解调全载波调幅信号A: 用高频信号发生器输出465KHZ、 M=30%的已调波信号。观察此调幅波。B: 短接“J46”，（置右边）调节高频信号发生器使“J51”已调波信号为1Vp-p。C: 将“S13”置左，“S

17、14、S15、S16”均置右。D: 用双踪示波器分别观察并记录检波器输入和输出的波形。（2）观察检波器的惰性失真A: 保持以上操作不变。B: 将“S15”置左C: 用示波器分别观察并记录检波后输出的波形。D: 说明造成失真的原因（3）观察检波器的负削峰失真A: 保持以上操作不变B: 将“S16”置左C: 用示波器观察并记录检波后输出的波形。(AC档)D:说明造成失真的原因1.掌握二极管包络检波器解调掌握二极管包络检波器解调AM信号的方法信号的方法（4）二极二极管检管检波器波器不接不接滤波滤波电路电路1.将“S13”置左，“S14置左、S15、S16”均置右。2.用示波器A通道观察调幅信号.用B

18、通道观察记录二极管包络检波器的输出信号波形。并记录输出信号波形。3.得出你的结论:输入/输出信号波形3.14961496集集成成电电路路乘乘法法器器构构成成同同步步解解调调器器 解调全载波信号解调全载波信号(1)按实验电路图将调幅信号设置为:载波60KHZ/幅度2V/m分别=30%=100%及100%。将它们依次加至解调器VAM的输入端.并在解调器的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别记录解调输出波形，并与调制信号相比。(2)去掉C4,C5观察记录m=30%的调幅波输入时的解调器输出波形，并与调制信号相比较，然后使电路复原。 解调抑制载波的双边带调幅信号解调抑制载波的双边带调幅信号(1

19、) 按图连接实验电路.其调制信号为:1KHZ/0.3-0.8V.载波信号为:60KHZ/2V.经乘法模拟器后加至输入端,其它连线不变,观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。(2)去掉滤波电容C4,C5观察记录输出波形。五、思考题与实验报告输入的调幅波波形 m30% M=100% 抑制载波调幅波二极管包络检波器输出同步检波输出1.通过一系列两种检波器实验，将下列内容整理在表内,并说明二种检波结果的异同原因2.画出二极管包络检波器加大C前后的检波输出波形，并进行比较,分析原因。3.在同一坐标上画出同步检波解调全载波及抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4,C5前后各是什么波形，并分析二者为什么有区别。