集成乘法器幅度調制實驗
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包括乘法器幅度調制實驗
一、 實驗目的
1． 經過實驗理解包括乘法器幅度調制的作業原理，檢驗普通調幅波（AM）和抑制載波雙邊帶調幅波（）的相關課程課程理論。
2． 掌控把握用包括模仿乘法器MC1496完成AM和DSB-SC的方法，并研究調制信號、載波信號與已調波之間的關系。
3． 掌控把握在示波器上測量與調節調幅波特性的方法。
二、實驗使用儀表器具
1．包括乘法調幅實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
4.低頻信號源（可選）
三、實驗基礎原理與電子回路
1.調幅信號的解析
(一) 普通調幅波（AM）（表達式、波動線、頻譜、功率（W））
(1)．普通調幅波（AM）的表達式、波動線
設調制信號為單一頻率的余弦波： ,載波信號為 ：
普通調幅波（AM）的表達式為=
式中，稱為調幅系數或調幅度。
由于調幅系數與調制電壓（V）的振幅成正比，即越大，越大，調幅波幅度改變越大，
一般小于或等于1。如果>1，調幅波產生失真，這種現象稱為過調幅。
圖1-1 調幅波的波動線
（2）. 普通調幅波（AM）的頻譜
普通調幅波（AM）的表達式展開得：
（5-2）
它由三個高頻分量構成。將這三個頻率分量用圖畫出，便可得到圖1-2所示的頻譜圖，在這個圖上調幅波的每一個正弦分量用一個線段表示，線段的長度代表其幅度，線段在橫軸上的位置代表其頻率。
圖1-2 普通調幅波的頻譜圖
調幅的過程就是在頻譜上將低頻調制信號搬移到高頻載波分量兩側的過程。在單頻調制時，其調幅波的頻帶寬度為調制信號頻譜的兩倍，即
（3）．普通調幅波（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，調幅波在調制信號的一個周期內給出的平均功率（W）為：
可見，邊頻功率（W）隨的增大而多加，當時，邊頻功率（W）為最大，即。
這時上、下邊頻功率（W）之和只有載波功率（W）的一半，這也就是說，用這種調制方法，發送端發送的功率（W）被不攜帶信息的載波占去了很大的比例，顯然，這是很不經濟的。但由于這種調制設備簡便，特別是解調更簡便，方便接收，所以它仍在某些領域廣泛應用。
(二) 抑制載波雙邊帶調幅（）
(1)．抑制載波雙邊帶調幅（）的表達式、波動線
由于載波不攜帶信息，因此，為了節省發射功率（W），可以只發射含有信息的上、下兩個邊帶，而不發射載波，這種調制方法稱為抑制載波的雙邊帶調幅，簡稱雙邊帶調幅，用表示。可將調制信號和載波信號直接加到乘法器或平衡調幅器電子回路得到。雙邊帶調幅信號寫成：
為由調幅電子回路決定的系數；是雙邊帶高頻信號的振幅，它與調制信號成正比。雙邊帶調幅的調制信號、調幅波動線如圖1-3所示。雙邊帶調幅波的包絡已不再反映調制信號的改變規律。圖1-4為頻譜圖。
由以上討論可以看出調制信號有如下的特別點：
圖1-3 雙邊帶調幅的調制信號、調幅波 圖1-4 頻譜圖
（a）信號的幅值仍隨調制信號而改變，但與普通調幅波不一樣，的包絡不再反映調制信號的形狀，仍保持調幅波頻譜搬移的特征。
（b）在調制信號的正負半周，載波的相位反相，即高頻振蕩的相位在瞬間有的突變。
（3）調制，信號仍集中在載頻附近，所占頻帶為
由于調制抑制了載波，輸出功率（W）是有用信號，它比普通調幅經濟。但在頻帶運用率上沒有什么改進。
(三) 抑制載波單邊帶調幅（）
完成抑制載波的單邊調幅的方法很多，其中最簡便的方法是在雙邊帶調制后接一個邊帶濾波器，它可以取出一個邊帶，抑制掉另一邊帶。當邊帶濾波器的通帶位于載頻以上時，提取上邊帶，否則就提取下邊帶。用這種方法完成單邊帶調幅的數學模型如圖1-5所示。
圖1-5 完成單邊帶調幅信號的數學模型
經過邊帶濾波器后，就可得到上邊帶或下邊帶即：
下邊帶信號
上邊帶信號
從上式看出，信號在傳輸信號時，不但功率（W）運用率高，而而且它所占用的頻帶比AM、DSB減小了一半，即，頻帶運用充分，因此已成為短波通信中的一種重要調制方法。
2. 包括模仿乘法器MC1496作業原理
完成調幅 的方法很多，目前 包括模仿乘法器得到廣泛的應用。本實驗應用 MC1496包括模仿乘法器來完成普通調幅波（AM）和抑制載波雙邊帶調幅（）。
圖1-6 MC1496的內部電子回路及引腳圖
MC1496是雙平衡四象限模仿乘法器。其內部電子回路圖和引腳圖如圖1-6 所示。其中V1、V2與V3、V4構成雙差分放大器，V5、V6構成的單差分放大器用以激勵V1～V4。V7、V8及
其偏置電子回路構成差分放大器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，對差分放大器V5、V6產生串聯電流（A）負反饋，以拓展寫入電壓（V）Uy的線性動態界限。引腳14為負電源端（雙電源供電時）或接地端（單電源供電時），引腳5外接電阻R5。用來調動偏置電流（A）I5及鏡像電流（A）I0的值。
MC1496可以應用單電源供電，也可以應用雙電源供電，器件的靜態作業點由外接元件確定，靜態偏置電壓（V）的設定應保證各個晶體管作業在放大狀態，即晶體管的集一基極間的電壓（V）應大于或等于2V，小于或等于最大允許作業電壓（V）。一般現象下，晶體管的基極電流（A）很小， ，三對差分放大器的基極電流（A）I8、I10、I1和I4可以忽略不計，因此器件的靜態偏置電流（A）主要采用恒流源的值確定。當器件為單電源作業時，引腳14接地，5腳經過一電阻R5接正電源（+UCC的經經典型值為+12V），由于I0是I5的鏡像電流（A），所以改變電阻R5可以調動I0的大小，即
當器件為雙電源作業時，引腳14接負電源-UEE(一般接-8V)，5腳經過一電阻R5接地，因此，改變R5也可以調動I0的大小，即
按照MC1496的功能功能數值，器件的靜態電流（A）小于4mA，一般取I0＝I5＝1mA左右。
3.實驗電子回路
說明：為多加模型塊功能，本模型塊已改進為"乘法器混頻、調幅"模型塊，除保留原包括乘法器調幅功能外，另加入包括乘法器混頻功能。當實行包括乘法器調幅實驗時，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正弦波基帶調制信號與10.7MHz高頻正弦載波，IN1空閑。
當實行包括乘法器混頻實驗時，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。
包括乘法器幅度調制實驗電子回路如圖1-7。
圖1-7 MC1496包括包括乘法器幅度調制實驗電子回路
四、實驗內容
1．模仿乘法器的調動。
2．普通調幅波（AM）的產生，調幅系數ma測量與調節。
3．抑制載波的雙邊帶調幅波（DSB/SC-AM）的產生與查看。
五、實驗步驟
1．模仿乘法器的調動
⑴ 在實驗箱主板上插上包括乘法器幅度調制電子回路模型塊。接通實驗箱上電源開關電源指標燈點亮。
⑵ 信號源功能數值調動如下（示波器監測）：
調制信號源： 頻率界限：1kHz， 波動線選用：正弦波，輸出峰-峰值：300mV
載波信號源：作業頻率：2-10.7MHz（任選，建議應用6.5MHz或10.7MHz）用頻率計測量，輸出幅度（峰-峰值）300mV，用示波器查看。
⑶ 調節步驟：
在IN3端加入載波信號，（IN2調制信號暫不加），TPI3點監測幅度。調動W2使OUT端輸出電壓（V）幅度最小。在IN2端加入調制信號，（載波信號暫不加），TPI2點監測幅度。調動W1使輸出電壓（V）幅度最小。反復實行上述調節，使OUT端輸出電壓（V）幅度達到最小。
2．普通調幅波（AM）的產生，調幅系數測量與調節。
在IN3端加入載波信號，在IN2端加入調制信號，調動W2，在OUT端查看普通調幅波（AM）。調動示波器時基旋鈕使熒光屏顯露幾個周期的調幅波波動線，如圖1-8所示。
用雙蹤示波器的通道1接TPI2點，通道2接TPO11點，查看調制信號波動線與輸出的普通調幅波（AM）信號的包絡，注意解析對比它們之間的相互關系。
分別產生調幅系數ma=(A-B)/(A+B) 為0.3、0.5 和1的普通調幅波（AM），記錄于表1-1中：
表1-1 調制信號頻率： KHz，載波信號頻率： MHz
3．抑制載波的雙邊帶調幅波（DSB/SC-AM）的產生與查看
⑴抑制載波的雙邊帶調幅波波動線查看
在IN3端加入載波信號，在IN2端加入調制信號，調動W2（去掉直線DC），在OUT端查看抑制載波的雙邊帶調幅波波動線。調動示波器時基旋鈕使熒光屏顯露幾個周期的調幅波波動線 。
用雙蹤示波器的通道1接TPI2點，通道2接TPO11點，查看寫入調制信號波動線與輸出的雙邊帶調幅波（DSB/SC-AM）信號的包絡，注意它們之間的相互關系，并與前述普通調幅波（AM）信號的包絡實行對比，解析二者有何區別。
⑵抑制載波的雙邊帶調幅波（DSB/SC-AM）信號反相點查看
為了清楚地查看抑制載波的雙邊帶調幅波信號過零點的反相，必須降低載波的頻率，本實驗可將載波信號降低為100KHZ，幅度仍為100mv，接入IN3，調制信號仍為1KHZ（幅度100mv），接入IN2端。
增大示波器X軸掃描速率，仔細查看調制信號過零點時刻信號，過零點時刻的波動線應該反相。
六、實驗報告要求
1．整理按實驗步驟所得的數值，測繪制作記錄的波動線
2．畫出DSB-SC波動線及m=100％時的AM波動線，對比兩者的區別
3．總結由本實驗所獲取的體會。
常見問題：
1、如果我要購買集成乘法器幅度調制實驗，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的集成乘法器幅度調制實驗是否能開增值稅專用發票？
答：可以的，我們是正規企業，并且已經升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發票，如果您需要開集成乘法器幅度調制實驗的發票，您需要提供開票資料。
3、你們的集成乘法器幅度調制實驗都是自己生產的嗎？都有什么產品資質？
答：我們公司是專業生產教學設備的企業，完全自主生產，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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