《调幅波的解调实验》PPT课件

,实 验 四,振幅解调器,实验知识准备,1做本实验时应具备的知识点：,问题,2做本实验时所用到的仪器：,GP-4实验箱（振幅调制电路单元）,EE1641函数发生器（用作调制信号源）,WY1052 高频信号发生器（用作载波源）,TDS1002 数字存贮示波器,DT9205N 数字万用表,.振幅解调基本原理,二极管包络检波,模拟乘法器实现同步检波,一、,实验目的,1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。,2掌握用包络检波器实现AM 波解调的方法。了解滤波电容数值对AM 波解调的影响。,3理解包络检波器只能解调,m,100的AM 波，而不能解调,m,100的AM 波以及DSB波的概念。,4掌握用MC1496 模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对AM 波解调、DSB波解调的影响。,5理解同步检波器能解调各种AM 波以及DSB波的概念。,二、实验内容,1用示波器观察包络检波器解调AM 波、DSB 波时的性能。,2用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能。,3用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM 波解调的影响。,4用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响。,解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端，,解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调方式。,振幅,调制,过程,解调,过程,AM调制(全载波),DSB调制,SSB调制,包络检波,同步检波,峰值包络检波,平均包络检波,乘积型同步检波,叠加型同步检波,三、实验应知知识,1.调幅波解调的方法-,包络检波法,非线性电路,低通滤波器,t,调幅波,t,调幅波,t,调幅波,t,调幅波,调幅波频谱,c,+,c,-,c,检波输出,检波输出,检波输出,检波输出,包络检波输出,t,包络检波输出,t,包络检波输出,t,包络检波输出,t,输出信号频谱,二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为1.5V 以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。,三、实验应知知识,三、实验应知知识,1.调幅波解调的方法,同步检波法,同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。,乘积型同步检波的电路模型:,乘法器,低通滤波器,u,DSB,u,o,u,解调载波,叠加型同步检波的电路模型:,包络检波器,加法器,u,DSB,u,o,u,高频已调波,解调波输出,高频已调波,解调载波,解调波输出,2.二极管大信号包络检波器的电路组成与工作原理,2.1 电路组成,二极管大信号包络检波器,的电路组成如图所示:,VD,R,C,它是由:,1.输入回路（变压器耦合）,2.检波二极管VD,3.RC,低通滤波器组成,二极管的作用是单向导电，并利用其伏安特性实现频率的变换。,RC,低通滤波电路有两个作用：,对低频调制信号,u,来说，电容,C,的容抗 ，电容,C,相当于开路，电阻,R,就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压,对高频载波信号,u,c,来说，电容,C,的容抗 ，电容,C,相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。,2.2 工作原理,VD,R,C,C,r,d,当输入信号,u,i(,t,)为高频调幅波时，经变压器耦合送到检波电路。,u,i,(,t,)与,u,o,(,t,),t,u,i,(,t,),+,-,u,i,+,-,u,i,因,充电时间常数,（,=,r,d,C,）,较小，充电很快，使电容C上很快建立输出电压,u,o(,t,)。,i,d,i,d,i,d,在载波信号的正半周,二极管正向导通，高频电压对电容,C,充电，,i,d,i,d,i,d,+,-,+,-,+,-,u,o,+,-,u,o,因为作用在二极管VD两端上的电压为,u,i,(,t,)与,u,o,(,t,)之差，即,u,D,=,u,i,-,u,o,。所以二极管的导通与否取决于,u,D,+,u,D,-,u,D,=,u,i,-,u,o,当,u,D,=,u,i,-,u,o,0，二极管导通；,当,u,D,=,u,i,-,u,o,0，二极管导通，对,C,充电。峰值下降使,u,D,RC,放电的速率。,避免产生惰性失真的条件：,在任何时刻，电容,C,上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率，即,仿真,U,im,(1-m,a,),2,.,4,.,2,底部切割失真,一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：,U,i m,U,R,二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。,当,U,R,U,im,(1-m,a,),U,R,仿真,或,通常,C,d,取值较大(一般为510F)，在,C,d,两端的直流电压,U,DC,，大小近似等于载波电压振幅,U,DC,=,K,d,U,im,U,DC,经,R,和,R,L,分压后在,R,上产生的直流电压为：,由于,U,R,对,检波,二极管VD来说相当于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。,在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于,U,R,后级放大器,u,i,+,-,+,U,DC,-,+,-,U,R,+,u,(,t,),-,显然，,R,L,越小，,U,R,分压值越大，底部切,割,失真越容易产生；另外，,m,a,值越大，调幅波包络的振幅,m,a,U,im,越大，调幅波包络的负峰值,U,im,(,1-,m,a,),越小，底部切,割,失真也越易产生。,要防止这种失真，必须要求调幅波包络的负峰值,U,im,(,1-,m,a,),大于直流电压,U,R,。,即,避免底部切割失真的条件为：,式中，,R,=,R,L,/,R,为检波器输出端的交流负载电阻，而,R,为直流负载电阻。,C,R,L,R,VD,C,d,实验电路 二极管峰值包络检波器,D为检波二极管，电阻R91和R83为检波器的直流负载，电阻R91与电容C96和C90组成型低通滤波器，C94为耦合电容，对低频信号呈现短路。R94为下一级的输入电阻。,当检波电路接有C94、R94后，其直流负载R=R 交流负载R,交,=R/R,交,如果R不等于R交 则会产生负削峰失真。范围内一般为5K,C=C1+C2 一般取C1=C2 为0.01uF,四、实验应会技能,（1）二极管包络检波器解调全载波调幅信号,A:用高频信号发生器输出465KHZ、,M=30%的已调波信号。观察此调幅波。,B:短接“J46”，（置右边）调节高频信号发生器使“J51”已调波信号为1Vp-p。,C:将“S13”置左，“S14、S15、S16”均置右。,D:用双踪示波器分别观察并记录检波器输入和输出的波形。,（2）,观察检波器的惰性失真,A:保持以上操作不变。,B:将“S15”置左,C:用示波器分别观察并记录检波后输出的波形。,D:说明造成失真的原因,（3）观察检波器的负削峰失真,A:保持以上操作不变,B:,将“S16”置左,C:用示波器观察并记录检波后输出的波形。(AC档),D:说明造成失真的原因,1.掌握二极管包络检波器解调AM信号的方法,（4）,二极管检波器不接滤波电路,1.将“S13”置左，“S14置左、S15、S16”均置右。,2.用示波器A通道观察调幅信号.用B通道观察记录二极管包络检波器的输出信号波形。并记录输出信号波形。,3.得出你的结论:,输入/输出信号波形,3.,1496,集成电路乘法器构成同步解调器,解调全载波信号,(1)按实验电路图将调幅信号设置为:载波60KHZ/幅度2V/m分别=30%=100%及100%。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。,(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。,解调抑制载波的双边带调幅信号,(1)按图连接实验电路.其调制信号为:1KHZ/0.3-0.8V.载波信号为:60KHZ/2V.经乘法模拟器后加至输入端,其它连线不变,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。,五、思考题与实验报告,输入的调幅波波形,m30%,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,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,2.画出二极管包络检波器加大C前后的检波输出波形，并进行比较,分析原因。,3.在同一坐标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。,