中南大学
《通信电子线路》实验报告
学    院
  信息科学与工程学院
题    目
  调制与解调实验
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指导教师
   
实验一  振幅调制器
一、实验目的：
    1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。
2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
    3．掌握调幅系数测量与计算的方法。
    4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
二、实验内容：
    1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
    2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
    3．实现抑止载波的双边带调幅波。
三、基本原理
    幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
    在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图2-1为进程间通信实验报告心得1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的、之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的、之间，、脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚、之间）输出。
图2-1  MC1496内部电路图
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2－2所示，图中VR8用来调节引出脚、之间的平衡，VR7用来调节脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V，－9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52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。
4、实验结果
1. ZD.OUT波形：
2. TZXH波形：
3. TF.OUT输出波形
5、实验感想
    通过本次振幅调制器实验，在熟悉了示波器以及信号发生器的使用后，掌握了用集成模拟乘法器实现了全载波调幅调幅的方法与过程。而且能勾通过示波器变换波形和分析波形，不仅锻炼了实验操作能力还复习了调幅波的理论知识，记忆更加巩固。在实验中难免会的不到理想波形，此时需要我们能耐心调试直到出现理想波形。
实验二 调幅波信号的解调
一、实验目的：
    1．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．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，产生的原因以及克服的方法。
二、实验内容：
1．完成普通调幅波的解调
2．观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的现象。
三、实验电路说明
    调幅波的解调是调幅的逆过程，即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波。调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器，同步检波器。本实验板上主要完成二极管包络检波。
二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号，它具有电路简单，易于实现的优点。本实验电路如图3-1所示，主要由二极管D7及RC低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波.所以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：
其中：m为调幅系数，为调制信号最高角频率。
当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻RΩ不相等，而且调幅度又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰切割失真应满。
图3-1  包络检波电路
4、实验结果
1.中频输出ZP.OUT波形：
2. JB.OUT和TZXH两者的波形：
（上为TZXH,下为JB.OUT）
5、实验心得
    通过本次调幅波信号的解调实验，我们进一步掌握了调幅波的原理，掌握了的解调方法，还了解了二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真以及掌握用集成电路实现同步检波的方法。经过此次试验不仅掌握了一些试验方法，还对调幅和解调的理论知识进行了复习和巩固，对于这些知识也了解的更加透彻。
实验三  变容二极管调频器
一、实验目的
    1．掌握变容二极管调频器电路的原理。
    2．了解调频器调制特性及测量方法。
    3．观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。
二、实验内容：
    1．测试变容二极管的静态调制特性
    2．观察调频波波形
    3．观察调制信号振幅对频偏的影响
    4．观察寄生调幅现象
三、基本原理：
    调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系，常采用变容二极管实现调频。
    该调频电路即为实验三所做振荡器电路，将S2置于“1”为LC振荡电路，从J1处加入调制信号，改变变容二极管反向电压即改变变容二极管的结电容，从而改变振荡器频率。R1,R3和VR1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压。实验电路见图5-1。
图5-1  变容二极管调频电路
4、实验结果
1.ZD.OUT波形：
2.TZXH波形：
3．调频输出波ZD.OUT波形：
（与TZXH波形大致一样）
5、实验心得
1、增大调制信号幅度之后可以比较明显的看出边带频谱滚动的范围增大，即左右晃动得更远。而增大调制信号频率之后应该看到的是边带频谱滚动的周期变化频率增大，即滚动的速度变快，而滚动的范围没有变，但这个现象不细心的话并不容易发现，在观察频谱时一开始
会发现没什么变化，要仔细观察，并且将调制信号频率增大得比较多，才比较容易发现现象，因为在没有直观数据反应的情况下，人眼对于幅度变化的辨别比较容易，但对于频率变化不太容易辨别。 
2、受限于示波器的分辨率，调频波只能观察比较局部的范围时才能看到明显的频率变化，如果多显示几个周期，就呈现一条紧密的蓝的波带，看不出频率变化。
实验四  调频波解调实验
一、实验目的：
1．掌握集成电路频率解调器的工作原理。
2．熟悉集成电路MC3361的基本功能与用法。
3．掌握MC3361用于频率解调的调试方法。
二、实验内容：
1．观察MC3361二次混频的波形。
2．用MC3361完成频率解调，观察不失真输出波形与哪些因素有关。
三、实验原理电路：
图6-1  MC3361构成的鉴频电路
该实验电路如图6-1所示，它主要完成二次混频和鉴频。MC3361广泛用于通信机中完成接收功能，用于解调窄带调频信号，功耗低。它的内部包含振荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等功能电路。该电路工作电压为+5V。通常输入信号频率为10.7MHZ，内部振荡信号为10.245MHZ。本实验电路中根据前端电路信号频率，将输入信号频率定为6.455MHZ，内部振荡频率为6MHZ，二次混频信号仍为455KHZ。集成块16脚为高频6.455MHZ信号输入端。通过内部混频电路与6.0MHZ本振信号差拍出455KHZ中频信号由3脚输出，该信号经过FL1陶瓷滤波器（455KHZ）输出455KHZ中频信号并经5脚送到集成电路内部限幅、鉴频、滤波。MC3361的鉴频采用如图6-2所示的乘积型相位鉴频器，其中的相移网络部份由MC3361的8脚引出在组件外部（由CP4移相器）完成。
图6-2  乘积型相位鉴频器
C54、R62、C58、R63、R58与集成电路内的运算放大器组成有源滤波器。二极管D2与相关元件完成噪声检波。当MC3361没有输入载波信号时，鉴频器的噪声经过有源滤波器后分离出频率为10KHZ的噪声电平。经噪声检波器变成直流电平，控制静噪触发器，使输出电压为0伏。当接收机收到一定强度的载波信号时，鉴频器的解调输出只有话音信号。此时，从静噪控制触发器给出的直流电压就由原来的0伏增加到1.8伏左右，低频放大器导通工作。本实验中该部分电路未用。
（11、12脚之间组成噪声检波，10、11脚间为有源滤波，14、12脚之间为静噪控制电路。）鉴频后的低频信号由9脚送到片外低通滤波后由J39（JP.OUT）输出。
4、实验结果
DF.OUT和TZXH两者的波形：
（上为DF.OUT,下为TZXH）
5、实验心得
  通过这次频率调制解调的实验，我能正确地了解正弦波调制的调频方波的解调方法和了解方波调制的调频方波的解调方法。掌握用LM565单片集成电路实现频率解调的原理，并熟悉其方法。同时自己的实践能力也得到很大程度上的提高。

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