通信电子线路实验报告模版周宁文档格式.docx

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2010年11月29日

实验一、振幅调制器

一、实验目的

1、掌握调幅器的工作原理以及用模拟乘法器集成电路MC1496实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。

2、了解已调波与调制信号的关系。

3、掌握调幅指的数测量与计算方法。

4、通过实验对全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形进行比较，加深理解。

二、实验内容

1、抑制载波的调制波观察

调制信号：

，调幅信号：

其中，

。

有：

（1）

（2）

其中，Ka为调制灵敏度,m为调制系数。

当调整电位器VR8使差动放大器两端输入直流分量相等时（即u1=u4），输入调制信号只有交流分量，没有直流分量。

这时的M=1，故得到抑制载波调幅波的波形。

2、全载波波形

当差放两端电压不等时，调制信号为直流分量和交流分量的叠加。

此时M<

1。

因此得到全载波的波形。

3、实验体会

根据

（2）式定义，当调幅系数m不同时，调幅波波形也不相同。

m<

1时，为若调制；

m=1时，为临界调制；

这两种调制中载波的振幅大于或等于基带调制信号的振幅，一般可以用于实际应用。

而当m>

1，即强调制时，通过检波器出来的波形严重失真，不能反映原来调制信号的变化规律，因此一般情况下去m<

=1。

实验二、变容二极管调频器

1、了解压控振荡器的工作原理。

2、掌握变容二极管调频电路的原理。

3、学会调频器调制特性的测量方法。

1、变容二极管调频原理

变容二极管压控振荡器是利用变容二极管作为可变电容的调谐型振荡器。

变容二极管是一种在反向偏置条件下，势垒电容随外加电压变化而变化的二极管器件。

其结电容公式如下：

（3）

式中Cj0是偏置为0时的电容值，VB是势垒电位差（一般为0.5～0.7V）VD是偏置电压；

r是电容变化指数（由工艺决定）变容二极管在振荡电路中工作时的特点是：

（1）二极管始终保持反向偏置，外加电压变化时二极管应始终保持不导通；

（2）结电容Cj随外加调制电压变化的规律如下图所示。

2、采用1K低频调制波调制10M载波的波形（见坐标纸）

当

，

调制波的电压随着时间变化，导致变压二极管两端电压也随着发生变化，电容改变，电路中的谐振频率也发生周期性的变化。

3、实验体会

当加在变容二极管D的调制电压U（t）改变时，变容二极管结电容Cj也随之改变，结果振荡回路总电容C发生变化，最终使振荡频率f0发生变化。

由于振荡频率的变化是受调制信号控制的，所以达到了调频的目的。

实验三、调幅系统实验及模拟通话系统

1、掌握调幅发射机、接收机的整机结构和组成原理，建立振幅调制与解调的系统概念。

2、掌握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。

3、使用调幅实验系统进行模拟语音通话实验。

1、实验内容及步骤，说明每一步骤线路的连接和波形

（一）调幅发射机组成与调试

1．通过拨码开关S2使高频振荡器成为晶体振荡器，产生稳定的等幅高频振荡，作为载波信号。

拨码开关S3全部开路，将拨码开关S4中“3”置于“ON”。

用示波器观察高频振荡器后一级的射随器缓冲输出，调整电位器VR5，使输出幅度为0.3V左右。

将其加到由MC1496构成的调幅器的载波输入端。

2．改变跳线，将低频调制信号（板上的正弦波低频信号发生器）接至模拟乘法器调幅电路的调制信号输入端，用示波器观察J19波形，调VR9，使低频振荡器输出正弦信号的峰-峰值Vp-p为0.1～0.2V.

3．观察调幅器输出，应为普通调幅波。

可调整VR8、VR9和VR11，使输出的波形为普通的调幅波（含有载波，m约为30%）。

4．将普通的调幅波连接到前置放大器（末前级之前的高频信号缓冲器）输入端，观察到放大后的调幅波。

5．调整前置放大器的增益，使其输出幅度1Vp-p左右的不失真调幅波，并送入下一级高频功率放大电路中。

6．高频功率放大器部分由两级组成，第一级是甲类功放作为激励级，第二级是丙类功放。

给末级丙类功放加上+12V电源，调节VR4使J8（JF.OUT）输出6Vp-p左右不失真的放大信号，在丙类功放的输出端,可观察到经放大后的调幅波，改变电位器VR6可改变丙类放大器的增益，调节CT2可以看到LC负载回路调谐时对输出波形的影响。

（二）调幅接收机的组成与调试

从GP-4实验箱的系统电路图可以看出调幅接收机部分采用了二次变频电路，其中频频率分别为：

第一中频6.455MHz，第二中频455kHz。

由于该二次变频接收机的两个本机振荡器均采用了石英晶体振荡器，其中第一本振频率16.455MHz，第二本振频率6.000MHz，也就是说本振频率不可调。

这样实验箱的调幅接收机可以接收的频率就因为第一本振频率不可调而被固定下来，即该机可以接收的已调波的中心频率应该为10.000MHz（第1本振频率－第1中频频率=16.455MHz-6.455MHz=10.000MHz）。

因此在前面调试发射机时需要其发射频率对准接收机的接收频率才能取得最好的接收效果，这里调幅发射机的10.000MHz载波由石英晶振产生，可以非常准确，不存在频率偏移问题。

接收机部分从最前端的小信号放大器开始，每一级电路都具有调谐特性，这就要求调试接收机时应使调谐电路谐振在正确的频率上，以获得最好的整机灵敏度和幅频特性。

建议按以下一些步骤借助F40型数字合成信号发生器，由前向后逐级调试调幅接收机。

1．在高频小信号放大器的输入端加入由F40型数字合成函数信号发生器给出的载波频率fc=10.000MHz，幅度UCp-p小于50mV，调幅系数m小于30%的调幅信号，用示波器观察高频小信号放大器输出端波形，调节与线圈CP2并联的可变电容CT4使LC负载回路谐振，此时经过放大后的调幅波幅度应最大，且输出波形不失真。

2．操作跳线开关，将前面调好的高频小信号放大器的输出信号、16.455MHz第一本振电路输出信号以及选频回路ZZ2/CP3都接入到混频电路中，在混频电路输出端可观察到经过混频和中频选频后的第一中频6.455MHz调幅波。

3．调整混频电路晶体管VT8的工作点，使输出的调幅波电压最大。

4．将晶体管混频电路的输出连接到由中频处理集成电路MC3361构成的二次混频电路输入端，调整VR14使二次混频器输出为0.2Vp-p左右，455KHz的第二中频信号（调幅）。

第二中频由MC3361的第3脚输出。

5．二次混频后的信号通过开关S9切换送到VT11组成的中频放大器中，在中放输出端可观察到放大后的455KHz的第二中频调幅波。

重新调整VR14，使中放输出端输出1Vp-p左右的调幅信号。

6．将第二中放的输出作为振幅解调——包络检波器的输入信号，开关S13拨向左端，S14、S15、S16拨向右端，观察解调后的低频信号。

7．低频信号经LM386集成电路组成的低频放大器，在J44处可观察到放大后的低频信号。

在耳机插孔J41插上耳机可以听到解调出来的声音。

（三）调幅系统联调

1．进行系统联调时模拟正常无线通信过程，采用无线发射和无线接收的方式。

为使高频功率放大器的输出信号能发射出来，又不至于影响周围实验台，应在功放的输出端J13上接一段导线作为发射天线（天线的另一端不要接在接收机的输入端J30上）。

2．在接收机的输入端J30上接一段导线作为接收天线（另一端不可接在J30），用示波器观察接收机的输出端，应该有解调出来的低频调制信号。

3．调整两个天线的位置，用示波器观察解调后的信号，使输出信号幅度1Vp-p～2Vp-p之间。

如果达不到此要求，可根据实际情况进行统调，直至达到要求。

去掉低频正弦波调制信号，把话筒接上，且将放大后的语音信号作为调制信号，可耳机收听解调出的信号，调整两个天线的位置，使收听的效果最好。

2、画出调幅发射机组成框图和对应点的实测波形并标出测量值大小

调幅发射机组成框图

3、写出调试中遇到的问题，分析并说明解决方法。

实验调节的大多数是电位器，需要注意的是中周不可调动，有很多次我们无论怎么调节电位器，总是得不到理想的波形。

于是我们又一步一步从上一级开始检测，排除已经出现良好波形的模块，重点检查开始出现问题的步骤。

总结一下，问题基本出现在以下两个方面：

（1）电路连接错误，应该闭合的开关处于开路状态。

（2）示波器设置错误，比如用t=1us的档（测1M频率的档位）测已调波，根本无法看清包络。

经过细心检查和老师的帮助，我们发现并解决了问题，最终顺利完成实验。

实验四、调频系统实验及模拟通话系统

1、掌握调频发射与接收系统的组成原理，建立频率调制与解调的系统概念。

2、掌握频率调制与解调系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。

3、进行模拟通话。

二、实验内容

1、实验的内容及步骤，说明每一步骤线路的连接和波形。

（一）调频发射机组成与调试

1．通过拨码开关S2使高频振荡器成为LC振荡器，而变容二极管作为回路总振荡电容一部分，构成一个变容二极管调频器。

拨码开关S3全部开路，将拨码开关S4中“3”接入（ON）。

调节可变电容，使未加调制信号时，调频器输出频率是10.000MHz。

用示波器观察高频振荡器后射随器缓冲输出，调整输出电位器，使输出幅度为0.1～0.2Vp-p,画出波形，标出电压值。

2．用实验箱的低频正弦波发生器作为调制信号接至调频器的调制端，调整低频正弦波发生器中VR9，使其输出1KHz正弦信号的峰峰值为0.2~0.3V。

测量并画出调频器的输出波形，标出电压值。

（由于载波中心频率10MHz很高，频偏约几十KHz相对来说太小，实际观察到的FM现象可能不明显）。

3．将调频器输出的已调信号加到前置放大器，观察放大后的调频波，改变电位器VR10可改变前置放大器增益，使输出为0.4Vp-p左右不失真波形。

画出波形，标出电压值。

4．将前置放大器的输出作为高频功率放大器的输入信号。

高频功率放大器部

分由两级组成，第一级是甲类功放作为激励级，第二级是丙类功放。

给末级丙类功放加上+12V电源，调节VR4使J8输出6Vp-p左右不失真的放大信号，在丙类功放的输出端（J13）可观察到经放大后的调频波，改变电位器VR6可改变丙类放大器的增益，调节CT2可以看到LC负载回路调谐时对输出波形的影响。

在丙类放大器输出端观察到放大后的调频信号时，实际观察到的FM现象可能不明显。

（二）调频接收机组成与调试

1．在高频小信号放大器的输入端加入由F40型数字合成函数信号发生器给出的载波频率fc=10.000MHz，幅度UCp-p小于50mv，频偏为50KHz的调频信号，测量高频小信号放大器的输出端波形，调节可变电容CT4使LC负载回路对接收频率谐振，此时经过放大后的调频波幅度应最大，且输出波形不失真。

2．操作跳线开关，将前面调好的高频小信号放大器的输出信号、16.455MHz第一本振电路输出信号以及选频回路ZZ2/CP3都接入到混频电路中，在混频电路输出端可观察到经过混频和中频选频后的第一中频6.455MHz调频波型。

3．调整混频电路晶体管VT8的工作点，使输出的调频波的电压最大。

4．将晶体管混频电路的输出连接到由中频处理电路MC3361构成的第二中频处理电路输入端，开关S9拨向鉴频，调整VR14使二次混频输出端J38处输出不失真的455KHz第二中频信号。

5．从6.455MHz的第一中频信号送进MC3361开始，高放、二次混频、第二中放、自动增益控制和鉴频等处理过程均在MC3361内部进行。

鉴频器输出端在J39，用示波器可观察到解调后的低频信号，微调高频信号发生器载波频率即可得到理想的解调信号。

6．将解调信号接至小功率功放集成电路LM386组成的低频放大器，在输出端可看到放大后的低频信号，改变电位器VR17可改变低频放大器增益。

（三）频率调制与解调系统联调

为使高频功率放大器的输出信号能发射出来，又不至于影响周围实验台，应在功放的输出端J13上接一段导线作为发射天线（天线的另一端不要接在接收机的输入端J30上）。

2．在接收机的输入端J30上接一段导线作为接收天线（另一端不可接在J30），示波器观察接收机的输出端，应该有解调出来的低频调制信号。

4．去掉低频正弦波调制信号，把话筒接上，且将话筒音频放大器作为调制信号，用耳机收听语音信号，调整两个天线的位置，使收听的效果最好。

2、画出调频发射机和接收机的框图，在框图上画出相应的实测波形并标出测量值大小。

调频发射机框图

调频接受机框图

3、在调试中遇到的问题，分析并说明解决办法。

在发射机调节中，我们组由于读数失误，将载波电压幅度调节过小，导致调频波波形严重失真，后在老师帮助下发现问题并解决。

在系统联调时，发现接收机输出地波形不符合发射机发射的波形。

当我们单独调节发射机和接收机时输出波形都很正常。

经过认真分析，最终我们调节发现发射机与接收机的频率略有差别，我们适当调节了高频正弦波振荡电路的振荡回路的可变电容CT1后得到了完美的波形。