通信电子电路实验指导书修订.docx
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通信电子电路实验指导书修订
通信电子电路
实验指导书
彭春华张学丽
中南大学信息科学与工程学院
2006．3
目录
实验板模块分布图I
实验一高频小信号调谐放大器1
实验二振幅调制器5
实验三调幅波信号的解调9
实验四混频器12
实验五变容二极管调频器17
实验六调频波解调实验20
实验七本振频率合成23
实验八调幅系统联调实验26
实验九调频系统联调实验30
实验十模拟通话系统实验34
附录一主要集成电路35
附录二YB4320/20A/40/60双踪四迹示波器使用说明40
附录三EE1051高频信号发生器使用说明53
附录四NFC-1000C-1多功能计数器使用说明54
附录五MODELDA22B型超高频毫伏表使用说明57
实验二振幅调制器
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2-1MC1496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。
图2-2MC1496构成的振幅调制电路
四、实验步骤：
1.静态工作点调测：
使调制信号VΩ=0,载波Vc=0（短路块J11、J17开路），调节VR7、VR8使各引脚偏置电压接近下列参考值：
V8V10V1V4V6V12V2V3V5
5.62V5.62V0V0V10.38V10.38V-0.76V-0.76V–7.16V
R39、R46与电位器VR8组成平衡调节电路，改变VR8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：
J12端输入载波信号Vc（t）,其频率fc=10MHz,峰－峰值UCP－P＝100~300mV。
J16端输入调制信号VΩ（t）,其频率fΩ＝1KHz，先使峰－峰值UΩP－P＝0，调节VR8，使输出VO=0（此时U4＝U1），再逐渐增加UΩP－P，则输出信号VO（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图2－3（a）所示的抑止载波的调幅信号。
由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。
脚
和
分别接电阻R43和R49可以较好地抑止载波漏信号和改善温度性能。
3．全载波振幅调制
，J12端输入载波信号Vc（t）,fc=10MHz,UCP－P＝100~300mV，调节平衡电位器VR8，使输出信号VO（t）中有载波输出（此时U1与U4不相等）。
再从J16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2－3（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。
4．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。
附：
调制信号VΩ可以用外加信号源，也可直接采用实验箱上的低频信号源。
将示波器接入J22处，（此时J17短路块应断开）调节电位器VR3，使其输出1KHz信号不失真信号，改变VR9可以改变输出信号幅度的大小。
将短路块J17短接，示波器接入J19处，调节VR9改变输入VΩ的大小。
图2-3（a）抑制载波调幅波形图2-3（b）普通调幅波波形
五、实验报告要求
1．整理实验数据，写出实测MC1496各引脚的实测数据。
2．画出调幅实验中m＝30％、m＝100％、m>100%的调幅波形,分析过调幅的原因。
3．画出当改变VR8时能得到几种调幅波形，分析其原因。
4．画出100％调幅波形及抑止载波双边带调幅波形，比较两者区别。
实验三调幅波信号的解调
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
四、实验步骤
1．解调全载波调幅信号
（1）m<30%的调幅波检波:
从J45（ZF.IN）处输入455KHZ,0.1V.m<30%的已调波,短路环J46连通,调整CP6中周,使J51（JB.IN）处输出0.5V~1V已调幅信号。
将开关S13拨向左端,S14,S15,S16均拨向右端,将示波器接入J52（JB.OUT）,观察输出波形.
（2）加大调制信号幅度,使m=100%,观察记录检波输出波形.
2．观察对角切割失真:
保持以上输出,将开关S15拨向左端,检波负载电阻由3.3KΩ变为100KΩ,在J52处用示波器观察波形,并记录与上述波形进行比较.
3．观察底部切割失真:
将开关S16拨向左端，S15也拨向左端,在J52处观察波形并记录与正常鲜调波形进行比较。
4．将开关S15，S16还原到右端，将开关S14拨向左端，在S52处可观察到检波器不加高频滤波的现象。
五、实验报告要求
1．通过一系列检波实验,将下列内容整理在表内:
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波形
2.画出观察到的对角切割失真和负峰切割失真波形以及检波器不加高频滤波的现象。
并进行分析说明。
实验五变容二极管调频器
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
四、实验步骤
1．静态调制特性测量
将开关S2“1”拨向ON，输入端不接音频信号，将频率计通过一个100P的。
电容接到调频器的输出端J6处，CT1调于中间位置，调整电位器VR1，记下变容二极管两端电压和对应输出频率，将对应的频率填入表5.1。
表5.1
VD（V）
2
3
4
5
5.2
F0（MHZ）
2.动态测试
注意,此时S4置于2或3，S3开路。
（1）、将短路块J2连通到下横线处，即将音频调制信号加到变容二极管上，同时将S2拨码开关“1”置于“ON”（即处于LC振荡）。
在J6（ZD.OUT）处可以看到高频振荡信号。
（由于载频是10MHZ左右，频偏非常小，因此在此处看不到明显的FM现象。
但若用频偏仪（如BE37）可以测量频偏（参见附录））；
（2）、为了清楚的观察到FM波，可将已调FM信号（J6）用短路线连接到晶体管混频器的信号输入端J32处。
并且将J34的短路块连通在下横线处，然后用示波器在J38（ZP.OUT）处观察FM波形。
调整VR9改变调制信号的大小即可观察频偏变化。
（3）、若外加调制信号可将调制信号源接入J1（TP.IN）处，短路块J2断开。
其它操作同上
（2）。
五、实验报告要求
1．整理实验数据
2．在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线，并求出其调制灵敏度S，说明曲线斜率受哪些因素的影响。
3．画出实际观察到的调频波波形，并说明频偏变化与调制信号振幅的关系。
实验六调频波解调实验
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6-1MC3361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。
四、实验步骤
1．观察MC3361二次混频实验：
（1）将6.455MHZ频偏为15KHZ左右的FM信号加到该模块J37（S.IN）处，信号幅度调到100mV，短路块J29断开，在J38处（ZP.OUT）用示波器看输出信号波形，记下波形和频率并与输入波形进行比较。
若J38处无输出，可轻调VR12、VR14电位器，直到有输出。
改变输入信号幅度，观察输出变化并记录。
（2）将FM波改为AM波，输入信号幅度为100mV左右，观察输出波形，若要使输出信号为不失真的中频调幅波，特别注意调整VR14以改变实际输入信号幅度，观察输出变化并记录。
2．调频波解调实验
（1）同实验步骤一条件，在J38处看到455KHZ中频调频信号，将开关S9置于左端，在J39（J.P.OUT）观察鉴频输出低频信号，此时可调节移相器CP4和电位器VR12以保证输出信号波形最好，其中VR12改变输出信号幅度大小。
（2）加大、减小调制信号振幅，观察输出波形频偏变化并进行分析。
（3）改变输入信号频率，观察输出波形变化并进行分析。
注：
若输出信号幅度较小，可将低放模块中的短路块J42短接在J.P.IN处，从J44处可观察到放大后的低频信号。
五、实验报告要求：
1．整理实验数据，画出二次混频，鉴频前后的波形。
通过波形分析二次混频，鉴频的作用。
2．通过调试分析MC3361使用中应注意的问题及实际调试中如何解决的方法。
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