трусики женские украина

На головну

 Лабараторним роботи з генерування - Цифрові пристрої

Лабораторна робота № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ дестабілізуючих факторів НА СТАБІЛЬНІСТЬ КОЛИВАНЬ автогенератор з

ПАРАМЕТРИЧНОЇ І кварцовою стабілізацією

Мета роботи

1. Навчитися досліджувати й аналізувати роботу автогенераторів з параметричної і кварцовою стабілізацією.

2. Оцінити вплив дестабілізуючих факторів на роботу автогенераторов.Содержаніе роботи

1. Вивчення фізичних процесів у схемах автогенераторів з параметричної і кварцовою стабілізацією частоти.

2. Вивчення принципової схеми лабораторної установки на базі радіостанції "Карат".

3. Дослідження впливу дестабілізуючих факторів на частоту автогенератора з параметричної стабілізацією.

4. Дослідження впливу дестабілізуючих факторів на частоту автогенератора з кварцовою стабілізацією.

Рис.1. Принципова схема лабораторної установки по дослідженню впливу дестабілізуючих факторів на роботу автогенераторовОпісаніе лабораторної установки

Лабораторна установка виконана на базі типової короткохвильовою радіостанції "Карат" і дозволяє провести дослідження автогенераторів з параметричної і кварцовою стабілізацією частоти. В якості вимірювача частоти автогенератора служить цифровий частотомір Ч3-34. Пульт управління лабораторної установкою дозволяє здійснювати необхідні перемикання і регулювання, а також регулювання живлячої автогенератор напряженія.Порядок виконання роботи

Вивчати принципову схему лабораторної установки.

Проаналізувати роботу автогенераторів з параметричної і кварцовою стабілізацією частоти коливань (згідно з додатком 1).

Проаналізувати порядок зняття характеристик автогенератора (відповідно до рис.2).

Р

ис. 2. Структурна схема установки по дослідженню впливу дестабілізуючих факторів на роботу автогенераторів

4. Дослідити вплив дестабілізуючих факторів на частоту автогенератора з параметричної стабілізацією, для чого:

а) підготувати до роботи електронно-лічильний частотомір (режим ручного рахунку);

б) включити установку, перемикач ОЗУ - ОКГ в положення "ОЗУ";

в) встановити величину напруги живлення Uпит = 10 В;

г) виміряти відхід частоти автогенератора, для чого:

швидко заміряти частоту за допомогою частотоміра, записати свідчення частотоміра f0і час t;

призвести подальші вимірювання частоти через кожну хвилину протягом 10 хвилин;

д) дані вимірювань і обчислень занести в табл. 1;

е) за даними табл. 1 побудувати графік залежності ?f / f0 = ? (t)

Таблиця 1.1

 t, хв 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 f 0, кГц 150,15 150,19 150,21 150,24 150,22 150,23 150,23 150,24 150,23 150,23

 ?f / f 0 -0,000999 -0,0013 -0,0014 -0,0016 -0,0015 -0,0015 -0,0015 -0,0016 -0,0015 -0,0015

Таблиця 1.2

 t, хв 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 f 0, кГц 150,01 150,02 150,02 150,024 150,029 150,02 150,018 150,018 150,018 150,02

 ?f / f 0 -0,000066662 -0,000133316 -0,000133316 -0,000159974 -0,000193296 -0,000133316 -0,000119986 -0,000119986 -0,000119986 -0,000133316

5. Дослідити залежність частоти від вимірювання напруги живлення, для чого:

а) встановити Uпит = 10 В;

б) зменшуючи через IB напруга живлення, виміряти частоту генеруючих коливань;

в) дані вимірювань занести в табл. 2.

г) за давніми табл. 2 побудувати графік залежності ?f / f0 = ? (Uпит).

Таблиця 2.2

 U ПІТ, В 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

 f 0, кГц 150,15 150,23 150,25

 150,27 150,27 150,28 150,28

 Зрив генерації

 (Не функція.)

 ?f / f 0

 0,000999001

 0,001530986

 0,001663894

 0,001796766

 0,001796766

 0,001863189

 0,001863189

Таблиця 2.2

 U ПІТ, В 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

 f 0, кГц 150,01 150,02 150,02 150,025 150,02 150,02 150,025

 Зрив генерації

 (Не функція.)

 ?f / f 0

 0,000066662

 0,000133316

 0,000166639

 0,000133316

 0,000133316

 0,000166639

 0,000166639

Висновок: Провівши лабораторну роботу, досліджували і проаналізували роботу автогенераторів з параметричної і кварцовою стабілізацією, побудували графіки залежностей ?f / f = ? (t) і ?f / f = ? (Uпит).

Графіки залежностей ?f / f = ? (t) і ?f / f = ? (Uпит).

Overview calcul

graph1

Sheet 1: calcul

 150.15 150.19 150.21 150.24 150.22 150.23 150.23 150.24 150.23 150.23

 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

 150.01 150.02 150.02 150.02 150.03 150.02 150.02 150.02 150.02 150.02

 0.000066662 0.000133316 0.000133316 0.000159974 0.000193296 0.000133316 0.000119986 0.000119986 0.000119986 0.000133316

 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

 150.15 150.23 150.25 150.27 150.27 150.28 150.28 xxx

 0.000999001 0.001530986 0.001663894 0.001796766 0.001796766 0.001863189 0.001863189

 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

 150.01 150.02 150.03 150.02 150.02 150.03 150.03 xxx

 0.000066662 0.000133316 0.000166639 0.000133316 0.000133316 0.000166639 0.000166639

Sheet 2: graph1

Лабораторна робота

ДОСЛІДЖЕННЯ амплітудної модуляції

Мета роботи

1. Навчитися досліджувати енергетичні та якісні характеристики сигналу при амплітудної колекторної модуляції.

2. Придбати навички у роботі з дослідження амплітудної модуляції радіосигналів.

Зміст роботи

1. Вивчення лабораторної установки.

2. Зняття динамічної амплітудної модуляційної характеристики.

3. Зняття частотної модуляційної характеристики.

Опис лабораторної установки

Лабораторна встановивши виконана на базі KB радіостанції "Карат" і дозволяє провести дослідження модульованих каскадів підсилювача потужності (ГВВ).

Вимірювальні прилади дозволяють контролювати струми (напруги) в різних ланцюгах лабораторної установки:

в якості джерела сигналу використовується генератор низької частоти ГЗ-106, вихідна напруга якого надходить на вхід модулятора;

для вимірювання нелінійних спотворень КГіспользуется прилад C6-IA;

коефіцієнт глибини модуляції вимірюється приладом C2-11;

осцилограф служить для візуального спостереження за формою вихідного сигналу;

пульт управління лабораторної установкою дозволяє здійснити необхідні перемикання.

Порядок виконання роботи

Вивчити принципову схему лабораторної установки (рис. 1) і порядок роботи з вимірювальними приладами.

2. Зібрати лабораторну установку відповідно зі структурною схемою (рис. 2).

3. Зняти амплітудну модуляційну характеристику, для чого:

а) включити установку і встановити режим несучої частоти;

б) на вхід модулятора подати модулююча напруга від звукового НЧ-генератора з частотою F? = 1000 Гц;

в) підключити до виходу ВЧ (антені) вимірювач коефіцієнта глибини модуляції і осцилограф;

г) до вимірника коефіцієнта глибини модуляції (гніздо "Вихід обвідної") підключити вимірювач коефіцієнта нелінійних спотворень;

д) збільшуючи амплітуд напруги, що модулює U?от "0" до появи перемодуляціі сигналу, виміряти коефіцієнт глибини модуляції m;

е) результати вимірювань занести в табл. 1.

ж) за даними табл. 1 побудувати залежності m = f (U?);

Рис.1. Принципова схема лабораторної установки

Рис.2. Структурна схема лабораторної установки

4. Зняти частотну модуляційну характеристику, для чого:

а) зберегти режим роботи передавача, встановлений для виконання попереднього пункту роботи;

б) встановити модулююча напруга U?прі F? = 1000 Гц таким, щоб коефіцієнт глибини модуляції m = 0,7;

в) змінюючи частоту модулюючого напруги F?от 20 Гц до 20000 Гц, виміряти коефіцієнт глибини модуляції m;

г) результати вимірювань занести в табл. 2.

д) за даними табл. 2 побудувати графіки залежності m = f (F?).

Таблиця 1

 U ? 0 1 2 3 4 5 6 7 8

 m 0 0,2 0,44 0,6 0,82 0,9 1 1 1

Таблиця 2

 F ?

 50

 1000

 2000

 4000

 10000

 15000

 17000

 19000

 20000

m

 0,3

 0,7

 0,75

 0,732

 0,349

 0,196

 0,136

 0,13

 0,09

Зміст звіту

Мета роботи

Зміст роботи

Структурна схема лабораторної установки.

Принципова схема лабораторної установки.

Таблиці результатів вимірювань і обчислень.

Графіки знятих залежностей.

Висновки та обґрунтування за результатами досліджень.

Контрольні питання

Поясніть необхідність управління коливаннями радіочастоти передавача

2. Що таке модуляція? Назвіть види її.

3. Що таке амплітуда модуляція?

4. Назвіть способи здійснення амплітудної модуляції.

5. Напишіть рівняння амплітудно модульованих коливань.

6. Назвіть спектри частот модулюючих коливань.

7. Чому залежить ширина спектру частот при амплітудної модуляції?

8. Що таке бічні частоти і бічні смуги?

9. Намалюйте принципову схему модуляції зміною напруги зсуву і поясніть її роботу.

10. Як вибрати положення робочої точки на характеристиці електронного приладу?

11. Навіщо необхідний нелінійний елемент у схемі амплітудної модуляції?

12. У чому полягають особливості модуляції зміною напруги зсуву?

13. Намалюйте схему базової модуляції і поясніть принцип роботи.

14. Поясніть особливості базової модуляції.

Додаток 1.

1. ВИДИ І АНАЛІЗ амплітудної модуляції

Радіочастотні коливання, що створюються радіопередавачем і випромінюються його антеною у вигляді електромагнітних хвиль, використовуються для передачі інформації тому, що вони легко поширюються на великі відстані.

Повідомлення, які необхідно передавати, найчастіше представляють собою низькочастотні коливання. Так, механічні коливання звуку, перетворені мікрофоном в електричні, являють собою коливання низької частоти. Такі коливання не можуть поширюватися на великі відстані. Тому спектр низькочастотного сигналу необхідно перенести в область радіочастот. Для цього необхідно здійснити управління ними.

Процес управління коливаннями радіочастоти за допомогою коливань низької частоти називається модуляцією.

Модуляція здійснюється за допомогою спеціального пристрою, званого модулятором. На один вхід модулятора подається напруга радіочастоти, на іншій - низькочастотний переданий сигнал. На виході модулятора виходить модульоване коливання.

Радіочастотні коливання, здійснюючи перенесення сигналу, зберігають його властивості. Вони називаються несучими.

Радіочастотні коливання характеризуються трьома параметрами: амплітудою, частотою і фазою. Вони пов'язані співвідношенням i = IHcos (?t + ?).

Для здійснення модуляції необхідно змінювати в часі один з параметрів радіочастотного коливання відповідно до переданим сигналом. Залежно від того, який з параметрів радіочастотного коливання змінюється, розрізняють амплітудну, частотну і фазову модуляцію.

При роботі передавача в імпульсному режимі для здійснення модуляції змінюється один з параметрів імпульсів. Така модуляція називається імпульсної.

Для передачі телеграфних сигналів змінюють один з параметрів радіочастотних коливань відповідно до телеграфним кодом. Радиотелеграфную модуляцію називають маніпуляцією. Розрізняють відповідно маніпуляцію амплитудную, частотну і фазову.

Амплітудною модуляцією називається процес зміни амплітуди коливань радіочастоти відповідно до зміни амплітуди коливань низької частоти переданого сигналу.

Передане коливання, наприклад мова, музика, є складним коливанням. І його можна розглядати як суму простих гармонійних складових коливань різних амплітуд, частот і фаз.

Для простоти аналізу розглянемо модуляцію одним тоном частоти ?, т. Е. Коли перед мікрофоном звучить однотонне коливання однієї частоти. Графік його можна представити у вигляді гармонійного (синусоїдального або косинусоїдального) коливання, як показано на рис. 1, а аналітично записати виразом u? = U?cos ?t. При амплітудної модуляції за законом зміни модулюючого коливання, в даному випадку за законом cos ?t, повинна змінюватися амплітуда струму радіочастоти. Це означає, що під час позитивного напівперіоду звукового коливання амплітуда радіочастотного струму зростає (точки 2-4 на рис. 1), а під час негативного напівперіоду - зменшується (точки 4-6 на рис. 1).

Рис. 1. Тимчасова діаграма амплітудно-модульованих коливань

И

Зміна амплітуди радіочастотних коливань математично можна виразити таким чином. Рівняння струму в антені або у вихідний ланцюга модулируемого каскаду до модуляції має вигляд i = IНЕСсоs?Ht. Це коливання називається несучим. У процесі модуляції амплітуда струму IНЕСполучает прирощення ?IНЕС, причому це збільшення змінюється за законом зміни модулюючого сигналу ?IНЕСcos ?t.

Рис. 2. Графіки амплітудно-модульованих при різній глибині модуляції:

m 1 (в, г)

Тоді вираз струму радіочастоти при модуляції приймає вид

i = (IНЕС + ?IНЕСcos ?t) соs?Ht.

Виконуючи подальше перетворення виразу струму модульованих коливань, отримуємо

i = IНЕС (1 + ?IНЕС / IНЕСcos ?t) соs?Ht = IНЕС (1 + m cos ?t) соs?Ht.

Відношення приросту амплітуди струму несучої частоти при модуляції ?IНЕСк його значенню до модуляції IНЕСобозначают буквою m і називають коефіцієнтом глибини модуляції або глибиною модуляції.

Рис.3. Спектр частот при амплітудної модуляції

Значення коефіцієнта глибини модуляції m залежить тільки від амплітуди модулюючого коливання. Наприклад, при передачі мови або музики - від гучності звуку. При лінійної модуляції коефіцієнт m прямо пропорційний амплітуді напруги модулюючого сигналу m = aU?, де a - коефіцієнт пропорційності. На рис. 2 наведені часові діаграми амплітудно-модульованих коливань при різних коефіцієнтах модуляції m. При m = 0 модуляції немає. При m = 0,5 (50%) амплітуда напруги модулирующих коливань така, що викликає зміна амплітуди радіочастотних коливань до половини початкового значення. При m = l (U? = U?) (стовідсоткова модуляція) амплітуда радіочастотних коливанні збільшується в 2 рази. У цих двох випадках огинає амплітуд модульованих коливань точно (без спотворенні) відтворює форму сигналу. При подальшому збільшенні амплітуди напруги сигналу m> l (U?> U?) виходить перемодуляція. Під час негативного напівперіоду сигналу частина коливань радіочастоти зрізається (точки 1-2 на рис. 2, б) і форма обвідної модульованих коливань спотворюється. Виникають нелінійні спотворення форми сигналу, що передається. Отже, для здійснення амплітудної модуляції без спотворень коефіцієнт модуляції m не повинен перевищувати одиниці.

Вираз для струму амплітудно-модульованих коливань можна представити в наступному вигляді:

I = Iанесcos ?неct + 0,5 т Iанесcos (?неc + ?) t + 0,5 т Iанесcos (?неc- ?) t.

Видно, що промодулірованной за амплітудою коливання є складним і складається з трьох складових:

1) коливання несучої частоти ?неcс амплітудою Iанес, такий же, як і до модуляції;

2) коливання з частотою ?неc + ? і амплітудою 0,5 Iанес, званого коливанням верхній боковій частоти;

3) коливання з частотою ?неc- ? і амплітудою 0,5 Iанес, званого коливанням нижній бічній частоти.

Графічно спектр коливань, промодулірованних за амплітудою низькочастотних коливанням однієї частоти ?, можна зобразити, як показано на рис. 3, а. Видно, що при амплітудної модуляції одним тоном частоти і спектр модульованого коливання містить три гармонійних коливання - несучу і два бокових, кожне з яких знаходиться на відстані, рівному частоті модулюючого коливання.

Але мова або музика є складними коливаннями. Їх можна уявити складаються з гармонійних коливанні. Тоді при модуляції складним коливанням модульоване коливання містить стільки нижніх і верхніх бічних складових, скільки їх є в спектрі модулюючого сигналу. В результаті у складі модулированного коливання буде дві смуги частот: нижня бічна і верхня бічна (рис. 3, б).

1.1. Смуга частот і баланс потужностей.

Загальна ширина смуги частот амплітудно-модульованих коливань дорівнює подвоєною максимальній частоті модуляції:

(?неc + ?) - (?неc- ?) = 2 ?МАКС. Звукові коливання займають спектр частот 20 ... 20000 Гц. Однак розбірливість мови виявляється достатньою при відтворенні смуги частот в межах 300 ... 4500 Гц. При цьому смуга амплітудно-модульованого коливання складе 9000 Гц. Відстань між несучими частотами сусідніх радіопередавачів в цьому випадку становить 10 кГц (рис. 3, б). Ширина спектра модулюючого сигналу визначається відповідними стандартами на канали зв'язку, віщання, передавачі та приймачі.

При амплітудної модуляції амплітуда струму в навантаженні безперервно змінюється від Iміндо IMакс. Отже, і режим модулируемого генератора також змінюється. У процесі амплітудної модуляції розрізняють такі режими роботи модулируемого каскаду:

режим несучої частоти або режим мовчання, коли генератор радіочастоти включений, а мікрофон не включений і модуляція відсутня;

максимальний режим або режим максимальної коливальної потужності при найбільшому значенні струму і максимальному коефіцієнті модуляції;

мінімальний режим або режим мінімальної потужності при найменшому струмі;

режим середньої потужності за період одного періоду модулюючого низькочастотного сигналу.

Для спрощення припустимо, що модуляція симетрична, лінійна, неспотворена здійснюється синусоїдальною напругою. Модульований за амплітудою струм проходить через активний опір навантаження RHілі антени Ra.

У відсутність модулюючого напруги, т. Е. В режимі мовчання, несе коливання створює на опорі навантаження потужність Рн = 0,5I2HRH.

У процесі модуляції змінюється амплітуда струму, а отже, і потужність на навантаженні:

в мінімальному режимі Рмін = 0,5 I2МІНRH = 0,5 [IH (1 - m)] 2RH = Рн (1-m) 2,

в максимальному режимі PMакс = 0,5 I2МАКСRH = 0,5 [IH (1 + m)] 2RH = Рн (1+ m) 2.

З цих виразів видно, що при стовідсотковій (m = 1) модуляції потужність в максимальному режимі в 4 рази більше, ніж в режимі несучої частоти. У мінімальному режимі при m = 1 Рмін = Рн (1-m) 2 = 0.

Середня потужність РСР, що виділяється на навантаженні за період дії модулюючого сигналу, складається з потужностей несучого і двох бічних коливань: РСР = рН-РН.Б + РВ.Б, РБ = 0,5I2БRH = 0,5 () 2RH = 0,5RH = PH, PCP = PH + 2PБ = 0,5I2HRH + 2 (0,5 () 2R) = PH (1 + 0,5m2).

Звідси видно, середня потужність більше потужності несучих коливань в (1 + 0,5m2) разів і при 100% -ної модуляції в півтора рази більше її: РCP = 1,5РH.

Потужності РHі PCP-це потужності за тривалий проміжок часу, в той час як потужності Рмакс РМІНімеют миттєвий характер.

Розглядаючи графік спектрального складу модульованих коливань, бачимо, що вся корисна інформація про переданому сигналі міститься в бічних складових. А з отриманих вище виразів випливає, що при m = 1 потужність двох бічних частот в 2 рази менше потужності несучої і в 8 разів менше пікової максимальної потужності. Практично коефіцієнт модуляції т ? 0,3. При цьому амплітуди струму бічних складових будуть менше і складуть 0,3IH / 2, т. Е. Зменшаться в 1 / 0,3 ? 3,3 рази, а потужності бічних частот зменшаться в 3,32 = 10 разів. Тому амплітуда модуляція енергетично невигідна.

Іншим недоліком амплітудної модуляції є широка смуга частот, займана модульованим коливанням, вона вдвічі ширше спектра модулюючого сигналу.

Але амплітуда модуляція має важливі переваги, що зумовлюють широке застосування її в масовому радіомовленні. До них відноситься простота приймачів для прийому амплітудно-модульованих коливань.

В основному амплітудна модуляція використовується в радіомовних системах довгих, середніх і коротких хвиль, а також для передачі зображення в телевізійних передавачах метрових і дециметрових хвиль.

1.2.Способи здійснення амплітудної модуляції. Аналіз модульованих по амплітуді коливань показує, що в процесі модуляції з'являються нові частоти - бічні, яких не було на вході модулюючого пристрою. Нові частоти, як відомо, можуть з'явитися тільки на виході пристрою, що має нелінійну вольт-амперну характеристику. Отже, для здійснення амплітудної модуляції необхідний нелінійний елемент. Такими нелінійними елементами можуть бути електронні прилади, лампи, транзистори, діоди та ін., Що володіють нелінійної вольт-амперної характеристикою.

Для здійснення амплітудної модуляції модулюючий напруга вводиться в ланцюг живлення одного або декількох електродів електронного приладу. При зміні напруги живлення одного електрода модуляція називається простий або одинарної. Якщо ж змінюється напруга живлення декількох електродів, модуляція називається комбінованою. Залежно від того, на який електрод подається модулююча напруга, розрізняють такі види амплітудної модуляції: сіткову, базову, анодний, колекторну і анодно-екранну.

2. сітковий МОДУЛЯЦІЯ

Сеточной модуляцією називається управління коливаннями радіочастоти зміною напруги на керуючій сітці лампи за законом зміни модулюючого сигналу.

Рис.4. Схема модуляції на сітку зміщення

Модулюючий напруга можна вводити в ланцюг будь сітки-керуючої, екрануючої або захисної. При модуляції на керуючу сітку розрізняють два різновиди модуляції:

а) зміною напруги зсуву і б) зміною напруги збудження, т. е. посиленням модульованих коливань.

Модуляція зміною зміщення на сітці лампи здійснюється включенням модулюючого напруги в ланцюг керуючої сітки послідовно з напругою зміщення, як показано на рис. 4. У результаті такого включення напружень в ланцюзі сітки будуть діяти три напруги: постійна напруга зміщення ЄС, напруги збудження радіочастоти uC = UCcos?t і модулююча напруга звукової частоти u? = U?cos?t.

Рис.5. Графіки напруг і струмів при сеточной модуляції

Розглянемо фізичні процеси в генераторі при модуляції на сітку зміщенням. Спочатку після включення джерела живлення в ланцюг сітки включається напруга зсуву ЄС. Значення його вибирають таким, щоб вихідна робоча точка перебувала на нелінійному ділянці характеристики лампи Ia = f (eC) (в точці 0 на рис. 5). Потім включається напруга збудження несучої частоти uC = UCcos?t (точка 1 на осі часу на рис. 5). При дії в ланцюзі сітки двох напруг в ланцюзі анода струм буде протікати у вигляді періодичної послідовності імпульсів з постійною амплітудою і кутом відсічення ? = 90 °. У складі цих імпульсів є перша гармоніка анодного струму Ia1. Потім включається модулююча напруга u? = U?cos?t (точка 2). Частота модулюючого напруги ? у багато (десятки тисяч разів) менше несучої частоти ?. Тому миттєве значення напруги, що модулює в порівнянні з несучою змінюється настільки повільно, що за один період несучої його можна вважати незмінним. Це дає можливість ще вважати, що модулююча напруга по відношенню до напруги несучої частоти проявляється як постійна напруга зсуву. Звідси і назва: модуляція зміною напруги зсуву. Але це напруга зсуву змінюється по звуковому закону. Надалі робоча точка переміщається по характеристиці лампи відповідно до зміни модулюючого напруги.

Таким чином, в результаті зміни напруги зміщення амплітуда імпульсів анодного струму, кут відсічення ?, а отже, і амплітуда першої гармоніки анодного струму змінюються по звуковому закону, внаслідок чого і здійснюється амплітудна модуляція (точки 3, 4, 5 і 6 на рис. 5 ).

3. МОДУЛЯЦІЯ НА БАЗУ ТРАНЗИСТОРА

В

транзисторних каскадах передавачів одуляція на базу може здійснюватися як зміною напруги зсуву, так і зміною напруги збудження.

Рис.6. Схема базової модуляції зміщенням

Для здійснення базової модуляції зміщенням модулююча напруга вводиться в ланцюг бази транзистора послідовно з напругою зсуву і напругою збудження, як показано на рис. 6. Так як для здійснення модуляції необхідний нелінійний елемент, то напруга зсуву вибирається таким, щоб робоча точка у вихідному режимі перебувала лівіше початку характеристики (точка А на рис. 7, а). При цьому в ланцюзі бази протікає незначний негативний струм IБ 0 (рис. 7, а). Транзистор закритий, і в ланцюзі колектора струм не протікає.

Р

іс.7.Фізіческіе процеси при модуляції на базу зміщенням (а, б, в)

Рис.7. Фізичні процеси при модуляції на базу зміщенням (г, д, е)

Якщо в ланцюзі бази крім напруги зсуву і напруги збудження включено і звукове напруга u? = U?cos?t, то результуюча напруга еб = ЕБ 0 + U?cos?t + U?cos ?t. Так як напруга звукової частоти змінюється значно повільніше, ніж напруга збудження, то напруга звукової частоти проявляється по відношенню до напруги збудження, як напруга зсуву. Тому при модуляції робоча точка буде переміщатися по характеристиці, як показано на рис. 7, г (точки А- A '). В результаті змінюються амплітуда імпульсів колекторного струму і кут нижньої відсічення ? (рис. 7, д). Тому в нагрузочном коливальному контурі амплітуда струму буде змінюватися за законом звукової частоти (рис. 5.9, е). Струм в ланцюзі бази під час позитивного напівперіоду звукового напруги протікає у вигляді імпульсів мінливої ??полярності. Під час негативного напівперіоду струм в ланцюзі бази-постійний негативний.

Модуляційні характеристики колекторного струму при базовій модуляції наведено на рис. 8. Залежність першої гармоніки колекторного струму IK1от напруги зсуву EБназивается статичної модуляційної характеристикою. Вона має нижній і верхній вигини за рахунок вигинів статичних характеристик транзистора. На основному робочому ділянці статичні модуляційні характеристики практично прямолінійні.

Рис. 8. Модуляційні характеристики колекторного струму при базовій

модуляції зміщенням

Робочу точку в режимі мовчання треба вибирати на середині прямолінійної ділянки модуляційної характеристики, що досягається вибором відповідної напруги зсуву ЕБ. У режимі максимальної потужності генератор працює в оптимальному режимі (точка Iк1максна рис. 8). Як видно з характеристик, модульований генератор при базовій модуляції весь час працює в Недонапряженіе режимі, досягаючи оптимального режиму тільки в моменти максимумів звукового напруги. Тому ККД колекторної ланцюга генератора при базовій модуляції зміщенням низький, що обмежує застосування цього виду модуляції.

Базова модуляція знаходить застосування в якості елемента комбінованої колекторної модуляції.

При базової модуляції збудженням за законом зміни модулюючого напруги змінюється амплітуда напруги в ланцюзі бази, а напруга базового зсуву і коллекторное напруга не змінюються. При цьому відбувається посилення модульованих коливань. Тому вона можлива в режимах коливань класу В, так і в режимі коливань класу А. Однак режим коливань класу А через низький ККД застосовувати недоцільно.

Гідність базової модуляції збудженням в тому, що модуляційна характеристика при відповідному виборі режиму генератора може бути більш лінійної, ніж при базовій модуляції зміщенням. Крім того, при виборі кута відсічення ? = 90 ° можна отримати поглиблення модуляції, тобто в колекторної ланцюга 100% -ву модуляцію при глибині модуляції в базовій ланцюга менше одиниці.

4. ПОСИЛЕННЯ модульованих коливань

У тих радіопередавальних пристроях, в яких сіткова модуляція здійснюється в одному з проміжних каскадів, наступні каскади працюють в режимі посилення модульованих коливання. Такому принцип побудови передавального пристрою використовується при побудові малопотужних зв'язкових та радіомовних передавачів.

Для посилення модульованих коливань використовуються генератори із зовнішнім збудженням, на керуючу сітку лампи яких подасться промодулірованной за амплітудою напруга Uвх = UВХ.НЕС (1 + mВХcos?t) cos?Н.

При неспотвореному посиленні амплітуда першої гармоніки вихідного струму

IВИХ1 = IВИХ.НЕС (1 + mВИХcos?t).

Неспотворене посилення модульованих коливань просто здійснюється при роботі каскаду як класу А. Однак при m = 1 неспотворене посилення модульованих коливанні можна отримати і при куті відсічення анодного струму ? = 90 °.

Рис. 9. Поглиблення модуляції в підсилювачі модульованих коливань

Статичні модуляційні характеристики підсилювача модульованих коливань Ia1 = f (UC) або Iа0 = f (UC) виявляються лінійними тільки при роботі генератора в недонапряжённом режимі і мають вигин при переході генератора в перенапружений режим. А оскільки підсилювач модульованих коливань повинен працювати в Недонапряженіе режимі, то його енергетичні показники і параметри якості практично такі ж, як і при модуляції зміною напруги зсуву. Тому такий режим називають модуляцією на керуючу сітку зміною амплітуди напруги збудження.

При виборі кута відсічення анодного струму ?a1 = f (UC) починається правіше початку координат. У такому режимі можливе поглиблення модуляції: mвих> mвх (рис. 9). Зі зменшенням ? поглиблення зростає, однак при цьому зростають нелінійні спотворення.

Посилення модульованих коливань в режимі з кутом відсічення ? = 90 ° широко застосовують в односмугових передавачах. Принципова схема підсилювача амплітудно-модульованих коливань (УМК) наведена на рис. 9. Оскільки на вхід УМК подаються радіочастотні коливання з мінливих амплітудою, схеми УМК не відрізняються від схем звичайних генераторів із зовнішнім збудженням.

Підсилювачі модульованих коливань доцільно використовувати в потужних багатокаскадних передавачах, в яких застосовувати сіткову модуляцію в потужному вихідному каскаді неекономічно. У таких передавачах можна, здійснивши неглибоку модуляцію в одному з малопотужних проміжних каскадів, шляхом поглиблення в наступних підсилювачах модульованих коливанні довести її до нормальної.

Overview Data

Graph1

Graph2

Sheet 1: Data

 U? 0 1 2 3 4 5 6 7 8

 m 0 0.2 0.44 0.6 0.82 0.9 1 1 1

 F? 50 1000 2000 4000 10000 15000 17000 19000 20000

 m 0.3 0.7 0.75 0.73 0.35 0.2 0.14 0.13 0.09

Sheet 2: Graph1

Sheet 3: Graph2

Лабораторна робота № 4

ДОСЛІДЖЕННЯ роботи модуляторів

Скрипка А.В. ІСТ-001ДУ

Мета роботи

1. Навчитися досліджувати й аналізувати роботу амплітудного, амплітудно-імпульсного і частотного модуляторів.

2. Отримати досвід моделювання АМ-модуляторів. Оцінити вплив дестабілізуючих факторів на роботу модуляторів.

3. Отримати досвід моделювання АІМ-модуляторів. Оцінити вплив дестабілізуючих факторів на роботу модуляторів.

4. Отримати досвід моделювання ЧС-модуляторів. Оцінити вплив дестабілізуючих факторів на роботу модуляторів.

4. Придбати досвід роботи з автоматизованою системою конструювання на базі інтерактивної програми Electronics Workbench для схемотехнічного моделювання аналогових і цифрових радіоелектронних пристроїв формування та генерування сигналів різного призначення.

Зміст роботи

Моделювання амплітудного модулятора.

Моделювання амплітудно-імпульсного модулятора.

Моделювання частотного модулятора.

Вивчення фізичних процесів у схемах модуляторів.

Порядок виконання роботи

Одним з основних елементів пристроїв формування та генерування сигналів є модулятор.

1. Найбільш простий вид модуляції - амплітудна модуляція. Модуляція за амплітудою, здійснювана в амплитудном модуляторе, зводиться до перемножування модулюючого сигналу Y (t) і несучого X (t) сигналу. Після перемнние-ження і тригонометричних перетворень отримаємо результуюче коливання.

Рис. 1. Схема амплітудного модулятора

Зміна амплітуди радіочастотних коливань математично можна виразити таким чином. Рівняння струму в антені або у вихідний ланцюга модулируемого каскаду до модуляції має вигляд Х = IНЕСсоs?Ht. Це коливання називається несучим. У процесі модуляції амплітуда струму IНЕСполучает прирощення ?IНЕС, причому це збільшення змінюється за законом зміни модулюючого сигналу Y = ?IНЕСcos ?t.

Рис. Амплітуда модуляції

Тоді вираз струму радіочастоти при модуляції приймає вид

Z = (IНЕС + ?IНЕСcos ?t) соs?Ht.

Виконуючи подальше перетворення виразу струму модульованих коливань, отримуємо

Z = IНЕС (1 + ?IНЕС / IНЕСcos ?t) соs?Ht = IНЕС (1 + m cos ?t) соs?Ht.

Відношення приросту амплітуди струму несучої частоти при модуляції ?IНЕСк його значенню до модуляції IНЕСобозначают буквою m і називають коефіцієнтом глибини модуляції або глибиною модуляції.

Модель амплітудного модулятора містить двухвходових лінійний підсумовує підсилювач OU, джерело постійної напруги Е, два джерела змінного синусоїдального напруги G1, G2 (ефективне значення напруги, частота, фаза), аналоговий помножувач Х. Осцілограмми амплітудно-модульованого і модулюючого сигналів відображені на екрані осцилографа. Коефіцієнт глибини модуляції m визначається безпосередньо по осціллограме

2. Крім амплітудної модуляції з гармонійної несучої, в системах управління і багатоканальних пристроях зв'язку широко використовуються різноманітні види імпульсної модуляції. Найбільш простий з них є амплітудно-імпульсна (АІМ), яка найчастіше використовується при реалізації більш складних видів імпульсної модуляції (час-імпульсної, фазоімпульсной, частотно-імпульсної і т.п.).

Р

Іс.2. Схема амплітудно-імпульсного модулятора

Рис. Амплітудно-імпульсна модуляція

При амплітудно-імпульсної модуляції відповідно до зміни модулюючого сигналу змінюється амплітуда імпульсів. Періодична послідовність імпульсів при цьому виконує роль несучого коливання. У амплітудно-імпульсному модуляторі проводиться модуляція імпульсів за законом зміни амплітуди модулюючого сигналу.

Розглянута схема амплітудно-імпульсного модулятора (рис. 3) містить двухвходових лінійний підсумовує підсилювач OU1 і двухвходових лінійний суматор-випрямляч OU2; в якості несучої використовується однополярна (позитивної полярності) послідовність прямокутних імпульсів з параметрами, обумовленими настройками функціонального генератора (рис. 3), джерело постійної напруги Е, джерело змінного синусоїдального напруги G (ефективне значення напруги, частота, фаза). Осцілограмма амплітудно-імпульсного сигналу відображена на екрані осцилографа.

3.Другім поширеним типом модуляції є кутова модуляція. Таку назву є загальним для частотної та фазової модуляції. Зв'язок між ними формулюється таким чином: зміна частоти в часі за законом ? (t) еквівалентно зміни повної фази за законом інтеграла від ? (t), а зміна повної фази за законом ? (t) еквівалентно зміни частоти за законом похідною від ? (t ). Це положення, яке є основним в теорії кутовий модуляції, визначає зв'язок між змінами частоти і фази і вказує на спільність, існуючу між двома різновидами кутовий модуляції - модуляцією частоти (ЧС) і модуляцією фази (ФМ).

Рис. 3. Схема імпульсного частотного детектора

Рис. Імпульсно частотний характер

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка