Методические указания. 1. Настройка в резонанс предшествует всей работе

1. Настройка в резонанс предшествует всей работе. Она осуществляется при подаче на один из входов сумматора (например в гнездо 1) напряжения около 0, 5 В от генератора (15 кГц). Достижение резонанса фиксируется либо по максимальному отклонению стрелки микроамперметра стенда либо по максимуму выходного напряжения на гнезде 5. Точное значение резонансной частоты f₀ вносится в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 Статическая модуляционная характеристика

f0=... кГц	Uv=... В; UW=0
U0 , В	-0, 5 -1, 0 -1, 5 -2, 0 -2, 5 -3, 0 -3, 5 -4, 0 -4, 5 -5, 0
UВЫХ, В
IС1, мА

2. Статическая модуляционная характеристика снимается на резонансной частоте контура при U_W = 0 и двух значениях высокочастотного напряжения: U_v = 0, 5 В; U_v = 1, 0 В. Данные эксперимента в обоих случаях вносятся в две таблицы, аналогичные приведенной выше. Первая гармоника тока стока рассчитывается по формуле:

I_С1= U_ВЫХ / R_ЭО,

где

R_ЭО = 1 кОм - сопротивление контура на резонансной частоте.

По таблицам на одном графике строятся обе зависимости

I_С1 = g₁(U₀) при U_v = 0, 5 В и I_С1 = g₂(U₀) при U_v = 1, 0 В. Обе зависимости следует проверить расчетом по формулам (4.3) и (4.4)

3. Оптимальный режим модулятора находится в два этапа. На первом этапе выбирается статическая модуляционная характеристика с наиболее протяженным линейным участком, на втором – определяется положение рабочей точки на этой характеристики. По этой же характеристике определяется максимальная амплитуда низкочастотного модулирующего напряжения U_mWМАХ так, чтобы модуляция осуществлялась без заметных искажений.

Соединить генератор с частотой 1кГц со входом сумматора и установить найденное значение U_mWМАХ, помня, что вольтметры переменного напряжения показывают действующее значение U_WМАХ = U_mWМАХ /Ö 2.

Установить смещение U₀, соответствующее середине линейного участка кривой I_C = g(Е_СМ). Установить на входе 1 сумматора выбранное значение U_v (0, 5 В или 1 В). Найденные величины заносятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 Параметры оптимальный режим модулятора

f0, кГц	U0, В	Uv, В	UWМАХ, В	RШ
				вкл

ВНИМАНИЕ. В данном (оптимальном) режиме модулятор будет использован снова в следующей лабораторной работе как источник амплитудно-модулированных сигналов. Поэтому необходимо четко зафиксировать условия эксперимента и схему соединений.

4. Временные диаграммы на входах и выходе модулятора снимаются для оптимального режима в следующем порядке (масштаб по оси времени сохраняется неизменным):

· входной сигнал низкой частоты (гнездо 2);

· входной сигнал несущей частоты (гнездо 1);

· суммарный входной сигнал (гнездо 4);

· выходное напряжение (гнездо 5);

· форма тока стока i_С(t) (гнездо 5, кнопка " R" нажата);

· выходное напряжение при высокой добротности контура (гнездо 5 при нажатой кнопке " LC" и отжатой " R_Ш ").

Одновременно с осциллограммами зарисовываются амплитудные спектры всех перечисленных сигналов с сохранением масштаба по оси частоты. По полученным осциллограммам определяется и фиксируется в таблице глубина модуляции m.

Таблица 4.3. Глубина модуляции

RШ	Глубина модуляции, m по временной диаграмме
ВКЛ.
ВЫКЛ.

5. Модуляция сложным сигналом производится при действии суммы двух низкочастотных сигналов (1 кГц и 2 кГц). Для сохранения оптимального режима модулятора каждый из подаваемых сигналов должен соответствовать половине U_WМАХ. Зарисовать осциллограммы на входе модулятора (гнездо 4), для чего следует отключить источник " несущей" от входа 1, а также на выходе (гнездо 5 при восстановлении сигнала на входе 1).

Содержание отчета

 

1. Принципиальная схема исследования и сток-затворная характеристика полевого транзистора для соответствующего варианта работы.

2. Таблицы экспериментальных данных 4.1- 4.3

3. Графики модуляционных характеристик g₁(U₀) и g₂(U₀).

4. Осциллограммы исследованных процессов согласно пунктам 1- 5 методических указаний.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое амплитудная модуляция? Запишите аналитическое выражение АМ сигнала.

2. Какая форма ВАХ нелинейного элемента является наилучшей для получения АМ сигналов?

3. Что такое глубина модуляции?

4. Как измерить глубину модуляции по временной диаграмме АМ сигнала или по спектру?

5. Как связаны между собой ширина спектра модулирующего и ширина спектра модулированного сигнала при АМ?

6. Как распределяется мощность между составляющими АМ сигнала?

7. Изобразите простейшую схему амплитудного модулятора.

8. Какова роль нагрузки амплитудного модулятора?

9. Что такое статическая модуляционная характеристика? Как по статической модуляционной характеристике выбрать режим работы модулятора?

10. Как по статической модуляционной характеристике определить максимальную девиацию амплитуды? Максимальную глубину модуляции?

11. Изобразите спектр сложного АМ сигнала, в котором модулирующий сигнал состоит из первых трех гармоник частоты F=1 кГц.

12. Изобразите векторные диаграммы для сигналов обычной АМ, балансной АМ, однополосной АМ.

13. Дайте определение балансной модуляции. Изобразите временную и спектральную диаграммы сигнала балансной модуляции одним гармоническим колебанием.

14. Изобразите простейшую схему балансного модулятора.

15. Дайте определение однополосной модуляции. Изобразите временную и спектральную диаграммы сигнала однополосной модуляции при модуляции одним гармоническим колебанием.

16. Изобразите схему для получения однополосной модуляции.

 

 

Рекомендуемая литература

1. Астрецов Д.В, Вострецова Е.В. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ: Учебно-методическое пособие /Д.В. Астрецов, Е.В. Вострецова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГУ-УПИ, 2006.-С.21-25.

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. 88-96.