Осымша тапсырма.

14.3 – суретте келтірілген схеманы жинаңыз. Бұл құрылымдағы кернеумен басқарылатын генератор кіші жиілікті таратушы сигналды модуляциялайтын потенциометрдің жұмысымен бақыланады. Осциллографтың шықпасында сигналды қадағалай отырып, модельдеу үрдісін іске қосыңыз. Потенциометрді белгілеп, оны «А» клавишасының көмегімен ұстап тұрыңыз. Сіз, сондай-ақ потенциометр үстінде курсорды ұстап тұру жолымен пайда болған панельді жылжытуыңызға болады.

15 - ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

ЖИІЛІКТІК МОДУЛЯЦИЯ

1. Жұмыстың мақсаты.

Модельдеудің мақсаты Multisim-ге қондырылған жиіліктік модуляторды (Frequency Modulator) қолдана отырып, жиіліктік модуляцияның әсерлік үрдісі мен сипаттамаларын көрсету болып табылады. Жиіліктік модуляцияда (ЖМ) модуляцияланған толқынның тербеліс жиілігі ақпараттық (таратушы) сигналдың өзгеруімен бірге бақыланады. Амплитудалық модуляцияға модуляцияланушы сигналдың жолағындағы сигнал жілігін генерациялаушы жақын орналасқан қорек көздерінің әсерін, сонымен қатар атмосферадағы шудың әсерін жеңіл сезеді. Бұл жалған жиіліктер тіпті сигналдың демодуляциялануы кезінде де радиобұзылулар ретінде әсер етеді. Сонымен қатар шу ЖМ-сигналы-ның амплитудасына да әсер етеді. Бірақ модуляцияланушы өзара әсерлері тек қана жиіліктік (амплитудалық емес) тербелістерге әсер ететіндігінен, мұндай бұзылулар ешқандай зиян алып келмейді және демодуляция кезінде оңай жоғалтылады. Тіпті егер шу тасушы синусоидал толқындар арасына түскенімен, демек жиілікке потенциалды әсер еткенімен, бұзы-луларды толық жою тасушының үлкен ауытқуына байланысты болады. Жиілік девиациясы дегеніміз – тасушы жиіліктен шаманың жиіліктік ауытқуы. ЖМ-радиотаратулар жиілік девиациясының максимал мәнін 75 кГц–ке дейін шектейді.

Жоғары амплитудалы модуляцияланушы сигнал жиіліктің жоғары максимал девиациясына алып келеді. Кіші амплитудалы модуляциялану-шы сигнал жиіліктің кіші максимал девиациясына алып келеді. Ақпарат-тық сигналдың амплитудасы модуляцияланушы толқын амплитудасына әсер етпейді. Модуляция индексі тасушы жиілік мәнінің ауытқуының мо-дуляцияланушы сигнал жиілігіне қатынасымен анықталады .

Дегенмен ЖМ-лерінің жиіліктік девиациясына әсері тура пропорционал болғандықтан, келесі тұжырым келіп шығады, төменгі жиілікті модуляцияланушы сигнал өзінің ізінен жиілік мәнінің аз ауытқуын тудырады, себебі, ЖМ-сигналдары бірлік секундта жоғары жиіліктегі ақпарат сигналында емес, кіші жиіліктегі ақпарат сигналының тербеліс амплитудаларында ауытқуы байқалады. Сондықтан жиіліктік ауытқудың қатынасы ақпараттық сигналдың жиілігіне байланысты екендігін айта кеткен жөн болады. ЖМ радиотаратулардың ережесі болып дыбыс толқынындағы максимал жиіліктің 15 кГц-ке дейін шектелуі саналады. ЖМ-сигналдарын өткізу жолағының ені W жақтық жолақ жиілігінің 20 дБ-ден артық болмаған жұптар санына, ең жоғары спектралды сызықтың жоғарылығына байланысты болады. Жақтық ауытқулар мәні жоғары болып, шамамен жалпы қуаттың 98 %-ын құрайды. Жақтық жиіліктің жұптар саны модуляция индексіне тәуелді және бұл мәнді алдын-ала болжауға болады. Мысалы, модуляция индексі 3-ке тең болғанда, жақтық жиіліктің алты жұбы пайда болады.

Тербелістің уақытқа тәуелділігін осциллографтың көмегімен қадағалауға болады. АМ-толқынының жиіліктік спектрі әрбір модуляцияланушы сигнал үшін екі жақтық жиілікке ие болатынын ескерейік. Бір жақтық жиілік f_c - f_m-тең және тасушы жиілік деңгейінен төмен болады. Екінші жақтық жиілік f_c + f_m-тең және тасушы жиілік деңгейінен жоғарыда болады. Дегенмен, ЖМ-ында бірден бір модуляцияланушы сигнал арқылы пайда болған негізгі жақтық жиілікке қосымша енгізу жақтық жиіліктердің қосымша жұптарының пайда болуына алып келеді. f_c - 3f_m, f_c - 2f_m, f_c - f_m, f_c , f_c + f_m, f_c + 2f_m, f_c + 3f_m – жиіліктік ауқымда қадағаланушы тек бірнеше ғана спектралды сызықтар. Тасушы жиіліктен алыстаған сайын спектралды сызықтардың қуаты төмендей бастайды. Модуляция индексінің артуы спектралды сызықтарының үлкен сандары арасындағы қуаттың қайта таралуына алып келеді.

 

2. Схеманың компоненттері

ЖМ модуляторы (FM Modulator)

Осциллограф (Oscilloscope)

Спектралды талдауыш (Spectrum Analyzer)

 

3. Жұмыс формулалары

Өткізу жолағының ені: 6 жақтық жиіліктің жұбы m = 3-ке сәйкес келеді.

 

W =2(#жақтық жиіліктің жұбы)f_m. 15.1

 

Модуляция индексі:

 

15.2

 

4. Жұмысты орындау тәртібі

1. Схеманың элементтерін 15.1 - суретте келтірілгендей етіп жалғаңыз.

2. Жиіліктік модулятордың параметрін баптау мақсатында тінтуірді екі рет басыңыз. Voltage Amplitude (кернеу амплитудасы) = 10 В, тасушы Carrier Frequency (тасушы жиілігі) = 100 кГц, Modulation Index (модуляция индексі) = 5 және Signal Frequency (сигнал жиілігі) = 10 кГц мәндерді орнатыңыз.

3. Тінтуірді екі рет басып, осциллограф экранын ашыңыз. Уақыт осінің масштабын e) 20 мкс/дел және амплитуда осін Channel A 10 В/дел етіп орнатыңыз. Auto triggering және DC coupling (автоматты қосылу және тұрақты тоқ бойынша байланыс) –ты таңдаңыз.

 

15.1 - сурет. АМ-модулятордың (VCO AM Modulator) КБГ (кернеумен басқарылатын генератор).

 

4. Модельдеу үрдісін іске қосыңыз және жиіліктік модуляцияланған сигналдың амплитудасының уақытқа тәуелділік аймағындағы жиіліктік модуляцияланған сигналды бақылаңыз. Шықпалы сигналдың сәйкес келуші пішінін - зертханалық жұмыс дәптеріне көшіріп алыңыз.

5. Тінтуірді екі рет жиіліктік модуляторға алып барып басыңыз және Modulation Index (модуляция индексінің)мәнін 3–ке өзгертіңіз.

6. Тінтуірді екі рет басып, спектралды талдауыш дисплейі мәзіріне кіріңіз. Set Span (өлшеу ауқымы құрылғысы)қосымшасындағы Span мәнін (ауқым) = 125 кГц және Central мәнін (орталық жиілік) = 100 кГц етіп орнатыңыз. Enter –ді басыңыз. Бұл сізге тасушы жиіліктерді жақтық жиіліктермен қоса бақылауға мүмкіндік береді. Ұсынылған жиілік девиациясын есептеңіз және - зертханалық жұмыс дәптеріне көшіріп жазыңыз.

7. Жиіліктік спектрді зерттеңіз. 100 кГц–ке сәйкес келуші тасушы жиілікті анықтау үшін вертикал қызыл маркерді қолданыңыз. Тасушы жиіліктен жоғары және төмен жатушы жақтық жиіліктердің f_c - 3f_m, f_c - 2f_m, f_c - f_m, f_c , f_c + f_m, f_c + 2f_m, f_c + 3f_m және т.б. мәндеріне сәйкес келетінін тексеріңіз. Қызыл маркерді тасушы жиіліктің орналасу жағдайын анықтап жылжытыңыз.

8. Әрбір спектралды сызықтың амплитудасы жайлы белгі салу арқылы тасушы жиіліктің оң жағындағы ең үлкен жиілікті анықтаңыз. Осы амплитуданың мәнін жазып алыңыз және амплитудасы ең жоғары мәнінен 20 дБ–ға кем болмаған тасушының оң жағындағы спектралды сызықтардың санын есептеңіз. - зертханалық жұмыс үшін қажетті мәндер бөлігінде өткізу жолағының енін есептеңіз.

9. Модуляция индексінің мәнін 5–ке тең етіп орнатыңыз және модельдеу үрдісін іске қосып, спектрді зерттеңіз. Модуляция индексінің мәнін 1.5–ке арттырып, өзіңіздің қадағалауларыңызды сипаттаңыз.

 

5. Күтілетін нәтижелер

15.2 - сурет. ЖМ-сигналының жиіліктік спектрі.

 

 

6. 15 - зертханалық жұмыс үшін қажетті мәндер

 

ЖМ-сигналының графигі (амплитуданың уақытқа тәуелділігі):

 

(m=3_calculeted, f_m=10 кГц) = ______________________________________

Өткізу жолағының ені, f_m=10 кГц) = _______________________________

 

Модуляция индекстері m=5 и m=1.5 тең болған жиіліктік спектрлердің айырмашылығын сипаттаңыз

______________________________________________________________

______________________________________________________________