通信电路实验简体中文版.docx
《通信电路实验简体中文版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信电路实验简体中文版.docx（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
通信电路实验简体中文版
实验五振幅调制器（利用乘法器）
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。
二、预习要求
1、预习幅度调制器有关知识。
2、认真阅读实验指示书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。
1、分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图
三、实验仪器
1、双踪示波器。
2、高频信号发生器。
3、万用表。
4、实验板G3
12
四、实验电路说明
幅度调制就是载波的振幅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，低频信号为调制信号，调幅器即为产生调幅信号的装置。
实验仪器采用集成模拟乘法器1496来构成调幅器，图5-1为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、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、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⑧、⑩之间，调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图5-2所示，图中Rp1用来调节引出脚①、④之间的平衡，Rp2用来调节⑧、⑩脚之间的平衡，三极管V为射频跟随器，以提高调幅器带负载的能力。
五、实验内容
实验电路图见5-2
图5-21496构成的调幅器
1、直流调制特性的测量
（1）调Rp2电位器使载波输入端平衡，在调制信号输入端IN2加峰值为100mV，频率为1KHz的正弦信号，调节Rp2电位器使输出端信号最小，然后去掉输入信号。
2）在载波输入端IN1加峰值V为10mv，频率为100KHz的正弦信号，万用表测量A、B之
13
间的电压VAB，用示波器观察OUT输出端的波形，以VAB=0.1V为步长，记录Rp1由另一端调至另一端的输出波形及其峰值电压，注意观察相位变化，根据公式VO=KVABVc（t）计算出系数K值。
并填入表5.1。
表5.1
VAB
VO（P-P）
K
2、实现全载波调幅
1）调节Rp1使VAB=0.1V，载波信号仍为VC（t）=10sin2π×105t（mV），将低频信号VS（t）=Vssin2π×103t（mV）加至调制器输入端IN2，画出VS=30mV和100mV时的调幅波形（标明峰－－峰值与谷－－谷值）并测出其调制度m。
2）加大示波器扫描速率，观察并记录m=100%和m＞100%两种调幅波在零点附近的波形情况。
3）载波信号VC（t）不变，将调制信号改为VS（t）=100sin2π×103t（mV）调节Rp1观察输出波形VAM（t）的变化情况，记录m=30%m=100%调幅波所对应的VAB值。
4）载波信号VC（t）不变，将调制信号改为方波，幅值为100mV，观察记录VAB=0V、0.1V、0.15V时的已调波。
3、实现抑制载波调幅
1）调Rp1使调制端平衡，并在载波信号输入端IN1加VC（t）=10isn2π×105t（mV）信号，调制信号端IN2不加信号，观察并记录输出端波形。
2）载波输入端不变，调制信号输入端IN2加VS（t）=100sin2π×103t（mV）信号，观察记录波形，并标明峰－－峰值电压。
3）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。
4）所加载波信号和调制信号均不变，微调Rp2为某一个值，观察记录输出波形。
5）在（4）的条件下，去掉载波信号，观察并记录输出波形，并与调制信号比较。
六、实验报告要求
1、整理实验数据，用坐标纸画出直流调制特性曲线。
2、画出调幅实验中m=30%、m=100%、m＞100%的调幅波形，在图上标明峰－－峰值电压。
3、画出当改变VAB时能得到几种调幅波形，分析其原因。
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。
5、画出实现抑制载波调幅时改变Rp2后的输出波形，分析其现象。
14
实验六调幅波信号的调解
一、实验目的
1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。
2、了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。
3、掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、预习要求
1、复习课本中有关调幅和解调原理。
2、分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。
三、实验仪器设备
1、双踪示波器
2、高频信号发生器
3、万用表
4、实验板G3
四、实验电路说明
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。
调幅波解调方法有二极管包络检波器，同步检波器。
1、二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现。
图6-1二极管包络检波器
本实验如图6-1所示，主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它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时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。
RC时间常数太小，高频分量会滤不干净。
综合考虑要求满足下式：
I1－㎡
＜＜RC＜＜
fΩm
其中：
m为调幅系数，f0为载波频率，Ω为调制信号角频率。
2、同步检波器
利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器除高频分量而获得调制信号。
15
本实验如图6-2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号VC经过电容C1加在⑧、⑩脚之间，调幅信号VAM经电容C2加在①、④脚之间，相乘后信号由⑿脚输出，经C4、C5、R6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。
五、实验内容及步骤
注意：
做此实验之前需恢复实验五的实验内容2
（1）的内容。
（一）二极管包络检波器
实验电路见图6-1
1、解调全载波调幅信号
1）m＜30%的调幅波的检波
载波信号仍为Ve（t）=10sin2π×105t（mV）调节调制信号幅度，按调幅实验中实验内容2
（1）的条件获得调制幅度m＜30%V的调幅波，并将它加至图6-1二极管包络检波器VAM信号输入端，观察记录检波电容为C1时的波形。
2）加大调制信号幅度，使m=100%，观察记录检波器输出端波形
3）改变载波信号频率，fc=500KHz，其余条件不变，观察记录检波器输出端波形。
4）恢复
（1）的实验条件，将电容C2并联至C1，观察记录波形，并与调制信号比较，
2、解调抑制载波的双边带调幅信号
载波信号不变，将调制信号VS的峰值电压调至80mV，调节Rp1使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，观察记录检波器输出波形，并与调制信号相比较。
（二）集成电路（乘法器）构成解调制器
实验电路见图6-2
图6-21496构成的解调器
16
1、解调全载波信号
1）将图6-2中的C4另一端接地，C5中一端接A，按调幅实验中实验内容2
（1）的条件获得调制度分别为30%，100%及＞100%的调幅波。
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，并与调制信号相比较。
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。
2、解调抑制载波的双边带调幅信号
1）按调幅实验中实验内容3
（2）的条件获抑制载波调幅度，并加至图6-2的VMA输入端，其它连线均不变，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。
六、实验报告要求
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。
输入的调幅波波形
m＜30%
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
2、画出二极管包络检波器并联C2前后的检波输出波形，并进行比较，并分析原因。
3、在同一张坐标纸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。
17
实验九集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器
一、实验目的
1、进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制器的原理。
2、掌握集成电路频率调制器的工作原理。
二、预习要求
1、查阅有关集成电路压控振荡器资料。
2、认真阅读指导书，了解566（VCO的单片集成电路）的内部电路及原理。
3、搞清566外接组件的作用。
三、实验仪器设备
1、双踪示波器
2、频率计
3、万用表
4、电容表
5、实验板G5
四、实验电路说明
图9-1为566型单片集成VCO的框图及管脚排列
图9-1中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为VP,反向触发电平定义为Vsm，当电容
C充电使其电压V7（566管脚⑦对地的点电压）上升至Vsp，此时幅度鉴别器翻转，输出为
高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压VO为高电平；当电容C放电
时，其电压V7下降，降至Vsm时幅度鉴别器再次翻转，输出为低电平从而使V0也变为低电
平，用V0的高、低电平控S1和S2两开关的闭合与断开。
V0为低电平时S1闭合，S2断开，
这时I6=I7=、0，I0全部给电容充电，使CV7上升，由于I0为恒流源，V7线性斜升，升至VSP
时V0跳变为高电平，V0高电平时控制S2闭合，S1断开，恒流源I0全部流入A支路，即
I6=I0，由于电流转发器的特性，B支路电路流I7应等于I6，所以I7=I0，该电流由C放电电流
提供，因此V7线性斜降，V7降至VSm时V0跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I7及V0
波形如图9-2。
图9-2
566输出的方波及三角的载波频率（或称中心频率）可用外加电阻R和外加电容C来确定。
（V8-V5）
F=（Hz）
R.C.V8
其中：
R为时基电阻
C为时基电容
V8是566管脚⑧至地的电压
V5是566管脚⑤至地的电压
五、实验内容
实验电路见图9-3
图9-3566构成的调频器
图9-4输入信号电路
1、观察R、C1对频率影响（其中R=R3＋Rp1）。
按图接线，将C1接入566管脚⑦，Rp2及C2接至566管脚⑤；接通电源（OUT1）
调Rp2使V5=3.5V，将频率计接至566管脚③，改变Rp1观察方波输出信号频率，记录当R为最大和最小值时的输出频率。
当R分别为Rmax和Rmin及C1=2200时，计算这二种情况下的频率，并与实际测量值进行比较。
用双踪示波器观察并记录R=Rmin时方波及三角波的输出波形。
2、观察输入电压对输出频率的影响
1）直流电压控制：
先调Rp1至最大，然后改变Rp2调整输入电压，测当V5在2.2V～4.2V变化时输出频率f的变化，V5按0.2V递增。
将测得的结果填入表9.1。
表9.1
V5（V）
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
3.6
3.8
4
4.2
f（MHz）
2）用交流电压控制：
仍将R设置为最大，断开⑤脚所接C2、Rp2，将图9-4（即：
输入信号电路）的输出OUT接至图9-3中的566的⑤脚
a）将函数发生器的正弦波调制信号em（输入调制信号）置为f=5KHz、Vp-p=1V，然后接至图9-4电路的IN端。
用双踪示波器同时观察输入信号em和566管脚③的调频（FM）方波输出信号，观察并记录当输入信号幅度Vp-p和频率fm有微小变化时，输出波形如何变化。
注意；输入信号em的Vp-p不要大于1.3V。
注意：
为更好的用示波器观察频率随电压的变化情况，可适当微调调制信号的频率，即可达到理想的观察效果。
b）调制信号改用方波信号em，使其频率fm=1KHz，Vp-p=1V，用双踪示波器观察并记录em和566管脚③和调频（FM）方波输出信号。
六、实验报告要求
1、阐述566（VCO的单片集成电路）的调频原理。
2、整理实验结果，画出波形图，说明调频概念。
3、根据实验，说明接在566管脚⑥上R的作用，计算当R最大、最小时566的频率，并与实验结果进行比较。
26
实验十集成电路（锁相环）构成的频率解调器
一、实验目的
1、了解用锁相环构成调频波的解调原理。
2、学习掌握集成电路频率调制器/解调器系统的工作原理。
二、预习要求
1、查阅有关锁相环内部结构及工作原理。
2、弄清锁相环集成电路与外部元器件之间的关系。
三、实验仪器设备
1、双踪示波器
2、频率计
3、万用表
4、实验板G5
四、实验电路说明
图10-1为565（PLL单片集成电路）的框图及管脚排列，锁相环内部电路由相位鉴别器，压控振荡器、放大器三部分构成，相位鉴别器由模拟乘法器构成，它有二组输入信号，一组为外部管脚②、③输入信号e1,频率为f1;另一组为内部压控振荡器产生信号e2，经④脚输出，接至⑤
脚送到相位鉴别器，其频率f2,当f1和f2差别很小时，可用频率差代表两信号之间的相位差，
27
即f1-f2的值使相位鉴别器输出一直流电压，该电压经⑦脚送至VCO的输入端，控制VCO，使其输出信号频率f2发生变
化，这一过程不断进行，直至f2=f1为止，这时称为锁相环锁定。
五、实验内容
实验电路见图10-2
图10-2565（PLL）构成的频率解调器
1、正弦波解调器
调Rp使其中VCO的输出频率fo（A点：
即④⑤脚）为50KHz，先按实验内容2
（1）的要求获得调频方波输出信号（③脚），要求输入的正弦调制信号em为：
Vp-p=0.8V,f=1KHz，然后将其接至565锁相环的IN输入端，调节566的Rp1，（逆时针旋转）使R最小，用双踪示波器观察并记录566的输入调制信号em和565“B”点的解调输出信号。
2、相移键控解调器：
用峰－－峰值Vp-p=0.8V，fm=1KHz的正弦波做调制信号送给调制器566，分别观察调制器566的调制信号和比较器311的输出信号。
六、实验报告
1、整理全部实验数据，波形及曲线。
2、分析用集成电路（566、565）构成的调频器和解调器在联机过程中遇到的问题及解决方法。
28
实验十一晶体管混频电路
一、实验目的：
1、了解调解接收机的工作原理及组成
2、加深对混频概念的认识。
二、实验原理
混频电路是超外差接收机的重要组成部分，它作用是将载频为fc的已调信号us（t）不失真地
变换成载频为f1的已调信号u1（t）（固定中频），其电路框图如图一所示。
它将是将输入调幅信号us（t）与本振信号（高频等幅信号）uL（t）同时加到变频器，经频率变换后通过滤波器，输出中频调幅变频器
图1混频电路框图
信号u1（t），u1（t）与us（t）载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率fc变换成中频频率f1。
混频器有很多种，在高质量的通信接收机中常采用二极管环形混频器和双差分对混频器，而在一般的广播接收中则通常采用晶体管混频器。
本实验电路采用的是晶体三极管混频电路，本振信号由晶体振荡器产生，其频率为6。
965Mz，混频后成生的中频信号频率为465KHz，完整的电路中还包括络检波电路，可以观察到变频后的包络实验和检波后还原的低频信号波形。
三、实验仪表设备
1、双踪示波器
2、万用表
3、XFG-7高频信号发生器（或其他可成生调幅信号的高频信号源）
4、高频电路学习机
5、混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板（G6）
6、高频功放、调幅极发射电路实验板（G2-F）
7、FM调频器实验电路板（G4）
四、实验内容及步骤
29
混频电路实验
1、晶体本机震荡电路的调整
（1）按图连接好+12V电源。
将J3的1、2端断开，暂时不要使本振信号接入混频电路。
（2）用示波器在TP3处观察波形，其最大不失真波形应接近4V，最小振荡电压大约为0。
5V左右，调整CT2，可改善振荡器的谐振条件。
（3）调整Rp3,使输出电压为1。
4V左右待用。
2、接收回路的调整
将扫频仪的的输出探头同时接到TP1，调整T1或CT1，使输入回路谐振在6.5MHz。
6.5MHz
3、中放电路及混频电路的调整
（1）用RP1、RP2电位器调整晶体管V1和V2的工作点，使V1e为0.6V。
V2e为1V。
（2）将fm=6.5MHz,峰-峰值为60mV的中频电压加至P1端，短接J1的1、2端同时将示波器探头连接到TP4观察输出波形，调整两级中周的磁帽，使输出波形幅最大（大约2V），且失真最小，波形上不得有叠加的毛刺。
由于中周变压器在出厂时已做过调整，故此处只宜微调，而不应过度调整。
（3）将高频信号源（XFG-7）的输出信号调整为fs=6.5MHz，峰峰值为60mV的等幅信号，将fs从TP1端输入，同时将J3的1、2端短接，使本振信号加至混频管的发射极。
仔细调整晶体管V1和V2的工作点，在输出端会得到一465KHz的中频电压，其幅值大约为2V，此步骤有进需调整本机振荡的输出电压的幅度。
（4）将高频信号源（XFG-7）的输出信号调整为调幅波，调制度大约在30%，在TP4端可以得到频率为465KHz的包络信号，此时可能会发生限幅现象，只要仔细调整RP1、RP2电位器和天线回路的CT1（或T1的磁芯），就会得到比较理想的包络信号。
除有必要，一般不需要再调整中变压器。
若在TP5端观察可得到解调后的低频信号（幅值大约为200mVp-p）。
4、注意事项：
（1）调整过程须仔细，不要过度调整中周变压器的磁帽和T1的磁芯，以免损坏。
（2）调整时务必辟免出现中频自激现象，否则难以完成实验。
30
实验十二调幅接收电路及调频接收电路
一、实验目的：
1、了解模拟通信系统中调幅、调频接收机的工作原理及组成，建立无线电发射与接
收的系统概念。
2、掌握系统联机调整的方法
二、实验原理
1、无线电发射系统
联系实验框图如图1所示
图1无线电发射联机实验示意图
2、无线电接收系统
接收系统框图如图2所示：
图2无线电接收示意图
3、调频接收电路原理
MC3361是单片窄带调频接收电路，主要应用于二次变频的通信接收设备中。
其典型应用为，内部振荡电路与Pin1和Pin2的外接组件组成第二本振级，第一中频IF输入信号（10.7MHz）从Pin16输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：
10.700-10.245=0.455MHz，即455KHz第二中频信号。
而在本电路的应用中，为了适合发射电路的要求，将本振频率降为6.965MHz，信号频率为6.5MHz，因此本振频率比信号频率高出一个中频，形成外差式电路。
混频后，在Pin3得到465KHz
31
的中频信号。
经陶瓷滤波器滤波选频后，再经Pin5送入内部的限幅放大器进行高增益放大。
而Pin8的外围组件组成465KHz鉴频谐振回路，经放大后的中频信号，在内部进行鉴频调解，并经内部音频电压放大后由Pin9输出音频信号。
电位器Rp002为输出幅度调整电位器。
电位器Rp001与其他相关组件组成静噪控制电路。
三、实验仪表设备
1、双踪示波器
2、万用表
3、频率计
4、XPG-7高频信号发生器（或其他可成生调幅信号的高频信号源）
5、高频电路学习机
6、混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板（G6）
7、高频功放、调幅极发射电路实验板（G2-F）
8、FM调频器实验电路板（G4）
四、实验内容及步骤
（一）调幅接收电路实验
1、调幅波无线发射电路的调整
1）参照高频功放、（调幅）及发射电路实验指导书，按该实验指导书之实验步骤
（二）中第1、4条的要求调整好高频功放电路。
2）断开负载电阻RL2（75Ω），连接好发射天线，将天线高度调整至最大。
同时用示波器在M3处监视波形。
若发现有大量谐波，应适当调整（减小）载波信号的幅度，必要时可以适当将CT4的电容值调整的稍大些，直至输出波形失真最小，谐波最少。
发射信号的质量对接收实验效果影响较大，因此本步骤，应仔细进行。
还应指出，由于天线高度的限制，天线回路不能成为一个纯电阻负载，因此，发射的信号有些失真是在所难免的，但这并不影响接收实验的完成。
2、调幅波无线接收实验
1）参照实验十三晶体管混频电路实验指导书，调整好实验电路板。
2）调整发射与接收天线的高度，仔细调整晶体管V1和V2的工作点和天线回路中的CT1可调电容或T1的磁芯，在TP4端可以得到频率为465KHz的包络信号（峰-峰值大约为0.8V-1V），若在TP7端观察可得到解调后的低频信号。
3）改变低频调制信号的频率和幅度，在TP7端观察到的波形将随之改变。
（二）调频接收电路实验
1、调频波无线发射电路的调整
1）将变容二极管调频器（G4板）按指导书要求调整好，并且调整输出电位器，使输出为峰-峰值0.5Vp-p左右、中心频率6.5MHz的调频波。
注意：
音频调制电压应调低一些（不大于0.8Vp-p），以避免因频偏过大而影响接收效果。
2）按照实验步骤
（一）的要求调整好高频功放电路，使其在12V电源条件下，负载电阻为75Ω时，工作在临界状态下。
断开J5和J1，使载波振荡级停止工作。
将调频波（载波6.5MHz）
32
从P1插口输入，调整信号幅度，仍使高频功放电路在12V电源条件下，负载电阻为75Ω时，工作在临界状态。
3）连接好发射天线。
（注意：
保留负载电阻，目的是吸收一部分能量，降低辐射功率）。
2、调频波无线接收实验
1）断开G6电路板上J1、J3的短路环，同时断开混频电路的12V电源，使调幅接收电路不再工作。
2）用短连接线将插口P1、P2短接，使天线接收的信号直接连接到MC3361的信号输入端。
3）将2Rp1电位器逆时针调整到底，将2Rp2电位器逆时针调整到底使输出幅最大。
4）在TP7测试环用示波器观测调频接收电路的输出波形，调整2L1会得到解调后的音频信号。
改变发射端音频电压和频率，解调后的波形会随之改变。
33
实验十三丙类高频功率放大电路及发射电路
特别提示：
1、本电路的核心是谐振功率放大器，因此，实验前必须认真预习有关教材，熟悉谐振功率放大器的基本特性，实验中所有调整过程，无一不是以理论为基础的。
2、认真阅读本实验指导书，特别是对于画有波浪线的文字，实验中要给与关注。
一、实验目的
1、通过实验，加深对于高频功率放大器工作原理的理解。
2、研究丙类谐振高频放
升级会员 