Осымша тапсырма. Тінтуірді екі рет басып, амплитудалық модулятордың пиктограммасын ашыңыз

Тінтуірді екі рет басып, амплитудалық модулятордың пиктограммасын ашыңыз. Таратушы жиіліктің мәнін 200кГц, модуляция жиілігін 500 Гц, модуляция коэффициентін 1-ге тең етіп орнатыңыз. Модельдеу үрдісін іске қосыңыз және уақыттық және жиіліктік аймақтағы алынған нәтижелерді зерттеңіз. Модуляция коэффициентін 1.2–ге өзгертіп, алынған нәтижелерді талдаңыз. Осцилографтағы кескін қалай өзгеретінін бақылаңыз.

11 - ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

МОДУЛЯЦИЯ КӨРСЕТКІШІ ЖӘНЕ КҮШЕЙТУДІ ТАЛДАУ

1. Жұмыстың мақсаты.

Модельдеудің мақсаты амплитудалық модулятордың (АМ) модуляциялауы түрлі сипаттамаларын, оларды өлшеу түрлері мен АМ спектріндегі шықпалы энергияларын зерттеу болып табылады. Амплитудасы бойынша модуляцияланған сигналдың модуляция көрсеткіші таратушы сигналдың тасушы амплитудасына пропорционал болады.

Модуляция үрдісінің маңызды бөлігі болып оның модуляция көрсеткіші немесе модуляцияның пайыздық қатынасы саналады. Төмендегі модуляцияланған АМ сигналы қуат жоғалулары болатындығынан, ақпарат таратудың эффектив әдісі болып табылмайды. Модуляция көрсеткіші 1-ге тең болғанда, жоғары және төменгі жақтық жолақтары тасушы амплитуданың жартысына тең амплитудаға ие болады. Егер модуляция көрсеткіші 1-ден жоғары болатын болса, өте модуляция пайда болады. Оның себебі қабылдағышта пайда болған шулардың әсері мен басқа стансалардың жақтық жолақтарының араласып кетуі. Сигналдың идеал болуы үшін модуляция көрсеткіші 1-ге тең болу қажет. Дегенмен практикада айналып өтуші сигналдардың модуляциясы елеусіз болады. Осы себепті демодуляция үрдісінде диодтардағы потенциалдар түсімі ескерілмейді.

Модуляция көрсеткіші осцилографф дисплейінде көрсетілген айналып өтушісімен анықталады. Таратушы сигнал амплитудасының артуымен айналып өтушіде қосымша жарты толқындар пайда болады. Бұл жарты толқындар өте модуляция пайда болғанын көрсетеді. Таратушы сигналдың амплитудасы 100% модуляцияланудан кем болғанда, амплитуданы айналып өтушісінің максимумы мен минимумы модуляция көрсеткішін қанағаттандырады:

 

11.1

 

Модуляция көрсеткіші төмендегі қатынас бойынша анықталады:

 

11.2

Модуляция пайызы модуляция көрсеткішін 100-ге көбейту жолымен есептеледі. Модуляция көрсеткіші сондай-ақ тасушы жиіліктің амплитудасы мен жақтық жолақтар амплитудасының дБ-дарда өлшенген айырымы арқылы пайда болған спектр жиілігімен де анықталады. Бұл айырым модуляция көрсеткішін есептеу үшін қолданылады:

 

m = 2/10^{[(тасушы, дБ – жақтық жолақ, дБ)/20]} 11.3

 

Амплитудалық модуляция дауыстық және әуендік ақпаратты тарату үшін эффектив құрылғы болып саналмайды. Модуляция көрсеткіші 1-ге тең болғанда, АМ-модуляторлары тек қана 33% эффективтілікті көрсетеді. Бұл көрсеткіш жақтық жолақтардың жалпы қуаттың 1/3 бөлігін құрайтындығымен байланысты. Қалған 2/3 бөлігін пайдалы ақпарат таратпайтын тасушы жиілік қолданады. Дегенмен кей жағдайларда тиімділеу болған әдіс қолданылады. Бұл әдіс бойынша тасушы жиілікті ығыстырушы екі жақтық жолақтар жиілігі немесе тасушы және бір жақтық жолақ жиілігін ығыстырушы бір жақтық жолақ жиілігі қолданылуы мүмкін. Бұл екі әдістің басты мәселесі сигналдарды демодуляциялаушы қабылдағыштардың күрделілігі болып саналады. Сонда да амплитудалық модуляция қабылдағыштарының қарапайымдылығымен, арзандылығымен және өлшемдерінің кішілігімен кең таралған модуляция әдісі болып табылады.

АМ сигналдың ішіндегі жалпы қуат (мВт-тарда) жақтық жолақ қуаты мен тасушы жиілік қуатының қосындысы болып табылады:

 

P_T = P_USB + P_LSB + P_C 11.4

 

Таралудың эффективтілігі дегеніміз пайдалы қуатты қолданушы жақтық жолақтардың құрамындағы қуатпен және тасушы жиіліктің құрамындағы қуатпен салыстыру. Таралудың эффективтілігі сондай-ақ модуляция көрсеткіші m арқылы да анықталады:

 

u = m²/(2 + m²) 11.5

демек модуляция көрсеткіші 1-ге тең болғанда, максимал эффективтілік:

 

u = 1²/(2 + 1²) = 1/3 11.6

 

2. Қолданылатын құрылғылар

Амплитудалық модулятор қорек көзі (AM Modulator)

Осциллограф (Oscilloscope)

Спектралды талдауыш (Spectrum Analyzer)

 

3. Жұмыс формулалары.

Модуляция көрсеткіші

11.7

 

m = 2/10^{[(тасушы, дБ – жақтық жолақ, дБ)/20]} 11.8

 

11.9

 

Эффективтілігі

 

11.10

 

Қуат, Вт

P_T = P_USB + P_LSB + P_C 11.11

 

P = V_rms²/R_L 11.12

 

P_T = P_C (1 = m²/2) 11.13

 

4. Жұмысты орындау тәртібі

 

11.1- сурет. Модуляция көрсеткіші мен қуаттың үлгісі.

 

1. Схеманың элементтерін 11.1 - суретте келтірілгендей етіп жалғаңыз.

2. Тінтуірді екі рет басып, амплитудалық модулятордың қорек көзін ашыңыз. Тасушы жиіліктің (Carrier Frequency) мәнін 100 кГц, модуляция жиілігін (Modulating Frequency) 800 Гц, модуляция көрсеткішін (Modulation Index) = 0,6-ға тең етіп орнатыңыз.

3. Тінтуірді екі рет басып, осциллограф экранын ашыңыз. Уақыт осінің масштабын 1 ms/Div, ал амплитуда осін (Channel A) 10 V/Div етіп орнатыңыз. Автоматты түрде қосу (Auto Triggering) режимі мен сигналдың тұрақты құраушысын өткізу (DC coupling) режимін таңдаңыз.

4. Тінтуірді екі рет басып, спектралды талдауышты ашыңыз. Set Span(өлшеу ауқымын орнатуды) таңдаңыз. Span (ауқым)= 10 кГц, Center (орталық)= 100 кГц, және Amplitude (амплитуда)= LIN параметрлерін орнатыңыз. Enter-ді басыңыз.

5. Модельдеу үрдісін іске қосыңыз да, тінтуірді екі рет басып, осциллограф экранын ашыңыз. Сигналдың модуляцияланған түріндегі тасушы жиіліктің амплитудасының максимал құлаш жаюы ретінде келтірілген v_max – ды өлшеңіз. Сигналдың модуляцияланған түріндегі тасушы жиіліктің амплитудасының минимал құлаш жаюы ретінде келтірілген v_max – ды өлшеңіз. Модуляция көрсеткішін есептеңіз және оны АМ-қорек көзінің модуляция көрсеткіші мәнімен салыстырыңыз. Алынған нәтижелерді 11.1 кестеге жазыңыз.

6. Тінтуірді екі рет басып, спектралды талдауышты ашыңыз. Қызыл вертикал жалаушаны тасушы жиіліктің үстінде орналастырыңыз және амплитудасын (дБ-дарда) өлшеңіз. Осы әдісті қолдана отырып, жақтық жолақтық біріне сәйкес келуші децибелдер санын өлшеңіз. Модуляция көрсеткішін есептеңіз және өзіңіздің алған нәтижелеріңізді 11.1 кестеге жазыңыз. Модуляцияланушы сигналдың амплитудасын есептеңіз және өзіңіздің алған нәтижелеріңізді 11.1 кестеге жазыңыз.

7. Жоғарыдағы жаттығуды модуляция көрсеткіші 0,33-ке тең болған мәні үшін қайталаңыз.

8. Тінтуірді екі рет басып, амплитудалық модулятордың қорек көзін ашыңыз. Тасушы амплитудасы (Carrier Amplitude) = 20 В, тасушы жиілік (Carrier Frequency) = 100 кГц, модуляция жиілігі (Modulation Frequency) = 500 Гц, модуляция көрсеткіші (Modulation Index) = 0,5-ке тең мәндерді орнатыңыз.

9. Модельдеу үрдісін қайта іске қосыңыз және осциллограф экранындағы айналып өтушісі мен спектралды талдауыш экранындағы спектрді қадағалаңыз. Сектралды талдауышты қолдана отырып, қызыл жалаушаны әрбір жақтық жолақ пен тасушы алып барыңыз. Кернеу деңгейлерін жазыңыз. Әрбіреуіндегі кернеуді есептеңіз, сонан соң P_T -ның мәнін де есептеңіз. μ-дың өлшенген мәнін анықтаңыз.

10. Эффективтіліктің есептелген мәнін анықтау үшін АМ-қорек көзінің модуляция көрсеткіші мәнін 0,5-ке тең етіп орнатыңыз. Өзіңіздің нәтижелеріңізді 11.2 кестеге жазыңыз.

11. Модуляция көрсеткішін 0,7-ге өзгертіп, жоғарыдағы жаттығуды қайталаңыз. Өзіңіздің нәтижелеріңізді 11.2 кестеге жазыңыз. Модуляция көрсеткішінің 0,8 және 1 мәндері үшін жоғарыдағы іс-әрекеттеріңізді қайталаңыз. Өзіңіздің нәтижелеріңізді 11.2 кестеге жазыңыз.

5. Күтілетін нәтижелер.

11.2 - сурет. m=0,5-ке тең болғандағы осциллограф дисплейі.

 

 

 

11.3. m=0,5-ке тең болғандағы жиіліктік спектр.

 

 

6. 11 - зертханалық жұмыс үшін қажетті мәндер.

11.1 кесте

	Vmax	Vmin	mизм	Тасушы, дБ	Жақтық жолақтық, дБ	mөлш	mкүтілген	% m	Модуляция-ланған сигнал амплитудасы
m=0,6
m=0,33

 

Эффективтілігі

 

11.2 кесте.

	Өлшенген мәні	Есептелген мәні
m = 0,5
m = 0,7
m = 0,8
m = 1