Методические указания. Подготовка к исследованию

 

Подготовка к исследованию. Принципиальная схема исследуемой цепи должна соответствовать рис. 3.8. Переключатель " RVLC" устанавливается в положение " LC". При выполнении работы используется контур с пониженной добротностью (R_Ш включено). Переключатели " С_Н", не используемые в данной работе, должны быть установлены в нулевое положение (все кнопки отжаты).

Подготовительный расчет двух частот гетеродина проводится по формулам:

f_Г1 = f_Н - f₀, f_Г2= f_Н+ f₀,

где f₀ - резонансная частота контура (15 кГц);

f_Н = 195 кГц - несущая частота АМ-сигнала;

f_Г - частота гетеродина.

Полученные величины вносятся в приведенную ниже таблицу.

Таблица 3.1. Параметры источников колебаний

U0	fГ1	fГ2	UГ	Uн	m

 

1. Положение рабочей точки выбирается на середине квадратического участка ВАХ транзистора, определенного в лабораторной работе № 1 (U₀ ≈ -1, 25 В).

Найденное значение U₀ вносится в таблицу и устанавливается потенциометром " СМЕЩЕНИЕ - Е_СМ ". Режим преобразования частоты обеспечивается настройкой одного из генераторов (" гетеродина") так, чтобы комбинационная разностная частота ç f_Г - f_Нç = f_ПР (промежуточная частота) совпала с резонансной частотой (f₀) контура в цепи стока. Перед настройкой необходимо установить на входе 1 U_Г = 1 В от внешнего генератора (" гетеродина") с частотой f_Г1. На вход 2 подается напряжение " сигнала". " Сигналом" в данной работе является напряжение с выхода амплитудного модулятора (гнездо " АМ" в блоке ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ). Напряжение " сигнала" контролируется встроенным вольтметром переменного напряжения В7-38. Для правильной установки АМ сигнала необходимо:

· убрать модуляцию (m = 0), для этого ручку " m", расположенную ниже гнезда " АМ", повернуть влево до упора;

· ручкой " Рег. выхода", расположенной там же, установить действующее значение напряжения несущей U_н = 0, 5 В;

· ручкой " m" установить глубину модуляции (30 ¸ 60) %, наблюдая осциллограмму на входе 2. Такой порядок установки параметров АМ сигнала связан с тем, что вольтметры переменного напряжения не рассчитаны на сигналы с меняющейся амплитудой.

2. Варьируется частота f_Г1 до получения на выходе АМ колебаний с наибольшей амплитудой. Контроль ведется по осциллографу. Временные диаграммы входного сигнала и преобразованного колебания зарисовываются на одном листе с сохранением соответствия по времени; при этом достаточно одного периода огибающей. Обратите внимание на частоту заполнения. Также зарисовывается выходное напряжение при отключенном гетеродине.

3. Перестроив частоту внешнего генератора на f_Г2, повторить п.2 при этой частоте гетеродина.

4. Характеристика преобразования U_ПР = g(U_АМ) снимается после настройки при любой из двух частот гетеродина f_Г1 или f_Г2: при этом модуляция внутреннего генератора АМ сигнала должна быть выключена (m = 0). Для этого напряжение " несущей" U_АМ берется от гнезда " АМ" в блоке ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ, при этом регулятор " m" устанавливается в крайнее левое положение (модуляция отсутствует). Задавая напряжения " несущей" ручкой " РЕГ. ВЫХОДА" в пределах от 0 до 1 В на входе сумматора (и не меняя напряжение " гетеродина"), заполнить таблицу 3.2, на основании которой строится график U_ПР = g(U_АМ).

 

Таблица 3.2 Характеристика преобразования преобразователя частоты

UАМ, В		0, 2	0, 4	0, 6	0, 8
UПР, В

 

На основании табличных данных следует рассчитать экспериментальную крутизну преобразования S_э = Uвых/Uам и сравнить её с расчетным значением.

При выборе U₀ = U_пор/2 имеем: S_т = a Uпор Rрез, где R_рез - резонансное сопротивление параллельного контура, а и Uпор – коэффициенты аппроксимации.

Содержание отчёта

 

1. Принципиальная схема преобразователя частоты. Таблица исходных и экспериментальных данных.

2. Исходная и аппроксимированная сток-затворная характеристика полевого транзистора для соответствующего варианта.

3. Осциллограммы, снятые при настройке преобразователя на максимум АМ-сигнала на выходе при выборе наименьшей частоты гетеродина. Огибающие сигналов на осциллограммах должны меняться синфазно.

4. Осциллограммы, снятые при настройке преобразователя на максимум АМ-сигнала на выходе при выборе наибольшей частоты гетеродина. Огибающие сигналов на осциллограммах должны меняться противофазно.

5. График характеристики преобразования преобразователя частоты

Контрольные вопросы

 

1. Какова роль полевого транзистора в схеме преобразователя частоты?

2. Какая форма ВАХ нелинейного элемента наиболее удобна для преобразования частоты?

3. Какова роль избирательной нагрузки в схеме преобразования частоты?

4. Какие требования предъявляются к нагрузке нелинейного элемента преобразователя частоты?

5. Изобразить схемы преобразователей частоты.

6. В каких устройствах и почему применяется преобразователь, транспонирующий (преобразующий) спектр сигнала?

7. Отличаются ли огибающие транспонированного и входного сигналов по форме?

8. Что такое характеристика преобразования преобразователя частоты? Как снять ее экспериментально?

9. Какую роль играют напряжение и частота гетеродина в процессе преобразования частоты?

10. Чем отличаются формы и спектры сигналов на входе и выходе преобразователя частоты?

 

Рекомендуемая литература

1. Дмитриев В. Н., Зелинский М.М. Основы теории цепей. Конспекты лекций: – Астрахань: АГТУ, 2008. – С. 177-188.

2. Карлащук В.И., Карлащук С.В. Электронная лаборатория на IBM PC. Том 1. Моделирование элементов аналоговых систем. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. – С.85-180 с.

3. Теория электрической связи: Учебник для вузов/ под ред.

Д.Д. Кловского. – М.: Радио и связь, 1998. – С. 82-96.

 

 

 

Лабораторная работа №4

Исследование амплитудной модуляции

 

Цель работы:

Исследование процесса амплитудной модуляции, получение статической модуляционной характеристики и выбор оптимального режима работы модулятора.

 

Решаемые задачи:

- настройка генератора и колебательного контура преобразователя в резонанс.

- снятие статической модуляционной характеристики и определение по ней подходящего рабочего участка.

- снятие осциллограмм входного и выходного напряжений и определение глубины модуляции в оптимальном режиме работы модулятора.

- снятие осциллограмм при сложном сигнале, состоящем их двух гармоник.