Transcript (利用乘法器).

实验六
低电平振幅调制
器
（乘法器实现）
实验目的
 1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅
和抑制载波双边带调幅的方法与过程，并
研究已调波与二输入信号的关系。
 2.掌握测量调幅系数的方法。
 3.通过实验中波形的变换，学会分析实验
现象。
实验原理
无线电信号的产生和发送
 振荡器：
实验四 LC电容反馈式三点式振荡器
 缓冲与放大级： 实验二 调谐放大器
 调制：
实验六 振幅调制器（利用乘法器）
 发射天线 ：
实验三 高频功率放大器
主振
荡器
f0
倍频
nf0£½
fp
放大
音频
放大
声音
拾音器
fp
调制
F
功放
实验原理
调制的定义：
在发送端将所要传送的信号（低频信号）附加在载波
信号（高频信号），再由天线发射出去。
调制的原因：
由于要传送的信号频率太低（语音和音乐信号），或
者频带较宽（电视信号从0~6.5MHz），不利于直接用
电磁波的形式传送信号，容易造成混台的现象。因此
进行信号调制，使天线的辐射效率提高，尺寸减小；
同时每个电台都工作于不同的载波频率，接收机可以
调谐选择不同的电台。
实验原理
调制的方法
载波信号的三个参数可以改变
vc  Vcm cos(ct   )
振幅调制（调幅、AM）
频率调制（调频、FM）
相位调制（调相、PM）
实验原理
C

振幅调制（调幅AM）
(a)
t
调幅就是使载波的振幅
  V cos  t
随调制信号的变化规律
调制信号
而变化。调幅波载波振
幅按照调制信号的大小
m aV0 A
 (t )
成线性变化的高频振荡
，其载波频率维持不变
。无失真调幅时，已调 （c）
波的包络线波形应当与
调制信号的波形完全相
包络
似。
V0 (1  ma cos t )
(b)
t
  V0 cos  0t
载波
Vmax  (1  ma )V0
t
Vmin  (1  ma )V0
已调波
V0 (1  ma cos  t ) cos 0t
调幅波形
调幅波的数学表达式及调幅度定义
调制信号：  V cos  t 载波：  V0 cos  0 t
调幅波的实现：已调波的振幅 V (t )  V0  kaV cos  t
 ( t )  V ( t ) cos 0 t
已调波
 (V0  kaV cos  t ) cos 0 t
 V0 (1  ma cos  t ) cos 0 t
其中：
ma 
kaV
V0
称为调制指数，也称作调幅度
1
(Vmax  Vmin )
V  V0 V0  Vmin
2
ma 
 max

V0
V0
V0
调幅波的频谱
根据调幅波方程，展开得：
 (t )  V0 (1  ma cos t ) cos0 t
 V0 cos0 t  maV0 cos t cos0 t
1
1
 V0 cos0 t  maV0 cos(0   )t  maV0 cos(0   )t
2
2
此式说明：调幅波是由三个
不同频率的正弦波组成，其
中第一项为未调制的载波；
第二项的频率等于载波频率
与调制频率之和，叫上边频
；第三项的频率等于载波频
率与调制频率之差，叫下边
频。
载波
相
对
振
幅
上
边
带
下
边
带
1
O
ma
2
0  
0
0  

调幅波的“过调制”现象
ma的数值范围可自0（未调幅）至1（百分百调幅），它的值
绝对不应超过1。如果ma >1，将得到包络严重失真的已调波
形。这种情形叫过量调幅。这样的已调波经过检波后，不能
恢复原来调制信号的波形，而且它所占据的频带较宽，将会
对其他电台产生干扰。过量调幅必须尽量避免。
V0 (1  ma )
V0
t
未调波
已调波
双边带调幅波的概念（抑制载波调幅）
调制信号：  V cos  t 载波：  V0 cos0t
双边带调幅波的实现：
 (t )  (V cos  t )  V0 cos 0t
 V0V cos  t  cos 0t
C

(a)
(b)t
  V cos  t
1
t O
  V0 cos  0t
t
双边带调幅波的频谱
根据双边带调幅波方程：
 (t )  V0V cos  t  cos 0t
1
1
 V0V cos(0  )t  V0V cos(0  )t
2
2
此式说明：双边带调幅波是
由二个不同频率的正弦波组
成，其中第一项的频率等于
载波频率与调制频率之和，
叫上边频；第二项的频率等
于载波频率与调制频率之差
，叫下边频；故称之为抑制
载波双边带调幅波。
电
压
振
幅
输
入
双
边
带
O
1   1  

双边带调幅波的“过零点反相”现
象
 (t )  (V cos  t )  V0 cos 0t
1
O
 V0V cos  t  cos 0t
t
模拟乘法器
乘法器是完成两个信号相乘的器件，其符号如
图所示。
1 (t )
 2 (t )
 (t )
理想的乘法器输出电压 (t)与输入电压 1 (t)，
2(t)的关系为：(t) =KM·1(t)·2(t) 其中KM是乘
法器的增益。
模拟乘法器实现调幅
实际的乘法器
 (t )  (1 (t )  Rp2 )  (2 (t )  Rp1 )
其中：v1(t)接载波，Rp2为载波的直流偏置，v2(t)接调制波， Rp1为调
制波的直流偏置，
乘法器实现调幅波（AM）：（全载波调幅）
Rp  0, Rp  0
2
1
 (t )   (t )  ( (t )  Rp )
1
2
1
 ( t )  V ( t ) cos  0 t
 (V0  kaV cos  t ) cos  0 t
 V0 (1  ma cos  t ) cos  0 t
乘法器实现双边带调幅波（DSB）：（抑制载波调幅）
Rp  Rp  0
2
1
 (t )   (t )  (t )
1
2
 (t )  V0V cos  t  cos0t
实验电路分析
实验内容
（1）直流调制特性的测量
实验目的：测试乘法器的直流偏置（Rp1和Rp2）
（1）载波直流偏置（Rp2=0）为零：在调制信号输入端IN2加正弦信号
(Vpp=200mv，f=1KHz)，调节Rp2电位器使输出端OＵT信号最小（理想为零)，
然后去掉输入信号。注意； 以后的实验中Rp2将保持现状，不再调整。
（2）调制波直流偏置调节：载波输入端IN1加正弦信号(f=100KHz，
Vcpp=50mv) ，用万用表测量A、B之间的电压VAB，用示波器观察OUT输出的波
形，调整Rp1，测量记录VAB为-0.4V、-0.2V、-0.15V、-0.1V、0V、0.1V、
0.15V、0.2V、0.4V所对应的输出波形及其峰峰值电压，注意观察相位变化，根
据公式Vo=KVAB·Vc，计算出系数K值，
注意区别有效值和峰峰值.和最大值.
VAB
Vo p-p
K
-0.4V
-0.3V
-0.2V
-0.1V
0V
0.1V
0.2V
0.3V
0.4V
（2）实现全载波调幅
实验目的：（1）用示波器测量调制度m；（2）不同
调制度波形的比较。
实验条件：
（1）保持Rp2＝0，调整Rp1，使VAB =0.1V
IN1加入载波信号(f=100KHz，Vpp=50mv) ； IN2加
入一定幅度调制信号(f=1KHz)，改变调制信号的幅度，
分别为Vspp=60mV和Vspp=200mV时的调幅波形，并
记录相应波形，并测出其调制度m。
改变调制度的方法： (a)调节Rp1使VAB变化；(b)调制
信号(IN2)峰峰值改变。
 (2)载波信号不变（100K，50mv），调制信
号为（1K，200mv），调节Rp1，观察输出
波形的变化情况，取m<100%,m=100%和
m>100%的三种情况，记录其波形，并记录
其当时的VAB值，测出调制度m。
 （3）载波信号不变，将调制信号改成方波，
幅值为100mV，观察记录VAB=0V,0.1V和
0.15V时的已调波。
示波器观察AM调幅系数的方法
m=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)
3。实现抑制载波调幅（双边带调幅波）特性的测量
实验目的：（1）用示波器“过零点反相”现象（2）与调
制度100％波形的比较。
实验条件：
（1）保持Rp2=0 ，调整Rp1=0 ：IN1加入载波信号(f=100KHz，
Vpp=50mv) ，IN2不加调制信号，调整Rp1，使VAB=0v，并观察输
出OUT端，应无输出信号。
（3）载波输入不变， IN2加入调制信号(Vpp=200mv，f=1KHz) ，观
察记录波形。
（4）加大示波器扫描速率，观察记录已调波在零点附近波形，比较
它与m=100%调幅波的区别。
实验报告要求
1.整理实验数据，求出K值，用坐标纸画出直流调制特性
曲线。
2.画出调幅实验中VSPP=60mV和200mV时的调幅波形曲
线，计算出调制度m的值。
3.改变RP1（改变VAB），得到m＜100%、m=100%、m
＞100%等三种情况下的的调幅波形，记录当时的VAB的
值，并测出其调制度m。
4.画出100%调幅波形及抑制载波双边带调幅波形，比较二
者的区别。