高频电路IV型实验指导书 20
5.测量石英晶体振荡器的特性研究。
(1) 调整图中W,测得Iemin和Iemax(可测量R4两端的电压来计算相应的Ie值); (2)测量当工作点在上述范围时的振荡器频率及输出电压。
(3)研究有无负载对频率的影响:先将K1拨至OFF,测出电路振荡频率,再将K1拨至R5,测出电路振荡频率,填入表3-5,并与LC振荡器比较。
表3-5 负载电阻对振荡频率稳定度的影响 K1开关状态 频率(f) 五、实验结果(或数据)与分析
1.整理表3-1实验数据,分析说明静态工作点对振荡器振荡幅度的影响。 2.整理表3-2实验数据,分析说明反馈系数对振荡器振荡幅度的影响。 3.整理表3-3实验数据,分析说明负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
4.整理表3-4、3-5实验数据,分析说明负载变化对振荡器振荡频率稳定度的影响。 六、实验总结与思考
1.写明实验目的,实验原理,实验仪器设备和器材,实验内容和步骤,以及对实验结果进行详尽的分析。
2.思考静态工作点对振荡器振荡幅度产生影响的原因。 3.思考反馈系数对振荡器振荡幅度产生影响的原因。 4.思考负载变化对振荡器振荡幅度产生影响的原因。 5.思考负载变化对振荡器振荡频率稳定度产生影响的原因。
OFF ON 高频电路IV型实验指导书 21
实验四 振幅调制器(验证性实验)
一、实验目的
1.熟悉采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.掌握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.通过实验比较分析全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。 二、实验原理
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。图4-1是抑制载波幅度调制和普通调幅的波形图。
Uc(t)u。(t)uΩ(t)UmminuΩ(t)Ummaxotuc(t)Uc(t)
图4-1 振幅调制信号波形
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4-2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⑹、⑿之间)输出。
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图4-2 MC1496内部电路图
用1496集成电路构成的调幅器电路图如图5-2(a)所示,图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡,VR7用来调节⑤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在放大状态。
本实验电路如图4-3所示。
图中MC1496芯片引脚1和引脚4接两个51Ω和两个75Ω电阻及51K电位器用来调节输入馈通电压,调偏W,有意引入一个直流补偿电压,由于调制电压Uc与直流补偿电压相串联,相当于给调制信号Uc叠加了某一直流电压后与载波电压Uc相乘,从而完成普通调幅。如需要产生抑制载波双边带调幅波,则应仔细调节W,使MC1496输入端电路平衡。另外,调节W也可改变调制系数m。1496芯片引脚2和引脚3之间接有负反馈电阻R3,用来扩展Uc的输入动态范围。载波电压Uc由引脚10输入。
MC1496芯片输出端(引脚6)接有一个由并联L1、C5回路构成的带通滤波器,原因是考虑到当Uc幅度较大时,乘法器内部双差分对管将处于开关工作状态,其输出信号中含有3ωc±Ω、5ωc±Ω、??等无用组合频率分量,为抑制无用分量和选出ωc±Ω分量,故不能用纯阻负载,只能使用选频网络。
高频电路IV型实验指导书 23 R81KR91KL347uHP1+12VR10C30.1uFGNDC9104GNDC10104GND+12V3.9KR551R451GNDGNDR12110KR142KU1MC1496OUT+OUT-612C6C4R76.8K14523810Q19013C7TP3GNDSIG+SIG-BIASGNADJGNADJCAR+CAR-R113.9K140.1uF0.1uFR3100R6C10.1uFUcVEE330P51-8VC57/25pL110uHR13120L220uHUsC20.1uFR175W51KR275R152KGNDGNDGNDL447uH-8VC11100uFC12104GNDGNDC13104P2GND图4-3 幅度调制电路
三、实验仪器设备与器材
通信电子线路实验箱,数字示波器 四、实验内容与步骤
1.静态工作点调测:使调制信号VΩ=0,载波Vc=0,调节W使各引脚偏置电压接近下列理论参考值,并将实测值填入表4-1中。
表4-1 MC1496各引脚偏置电压测量值 引脚电压 理论值 5.62V 实测值 V8 V10 V1 V4 0V V6 V12 V2 V3 V5 5.62V 0V 10.38V 10.38V -0.76V -0.76V –7.16V R1、R2与电位器W组成平衡调节电路,改变W可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。
2.抑止载波振幅调制:输入载波信号Vc(t),其频率fc=8MHz,峰-峰值UCP-P=100~300mV。输入调制信号VΩ(t),其频率fΩ=1KHz,先使峰-峰值UΩP-P=0mV,调节W,使输出VO=0(此时U4=U1),再逐渐增加UΩP-P=600mV,则输出信号VO(t)的幅度逐渐增大,最后出现如图5-3(a)所示的抑止载波的调幅信号,用示波器将实测数据填入表4-2中,由于器件内部参数不可能完全对称,致使输出出现漏信号。
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表4-2 DSB调制实测数据及波形 调制信号 载波信号 电压振幅(mV) 信号频率(Hz) 波形 DSB信号 3.全载波振幅调制
m?Ummax?UmminUmmax?Ummin,输入载波信号Vc(t) , fc=10MHz,
UCP-P=100~300mV,调节平衡电位器W,使输出信号VO(t)中有载波输出(此时U1与U4不相等)。再从端输入调制信号,其fΩ=1KHz,当UΩP-P由零逐渐增大时,则输出信号VO(t)的幅度发生变化,最后出现如图5-3(b)所示的有载波调幅信号的波形,记下AM波对应Ummax和Ummin,并计算调幅度m。加大VΩ,观察波形变化,画出过调制波形并记下对应的VΩ、VC值进行分析。
表4-3 AM调制实测数据及波形 电压振幅(mV) 调制信号 信号频率(Hz) 波形 m?1 m?1 m?1 电压振幅(mV) 载波信号 信号频率(Hz) 波形 Ummax AM信号 Ummin 波形 调幅度m 4、在保证fc、fs和Ucm一定的情况下测量ma—Usm曲线。 五、实验结果(或数据)与分析
1.整理表4-1实验数据,分析说明MC1496各引脚偏置电压的特点。 2.整理表4-2实验数据,分析说明DSB波形的特点。
3.整理表4-3实验数据,分析说明AM波形的特点,并分析过调幅的原因。 六、实验总结与思考
1.写明实验目的,实验原理,实验仪器设备和器材,实验内容和步骤,以及对实验