Исследование частотного модулятора
Статическая модуляционная характеристика частотного модема, характеристика принципа его действия. Анализ влияния амплитуды и частоты модулирующего сигнала на спектр частотного модулятора. Исследование формы и спектра сигналов с частотной модуляцией.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.03.2016 |
| Размер файла | 408,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное образовательное автономное учреждение высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт инженерной физики и радиоэлектроники
Кафедра «Радиотехника»
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
Тема: «Исследование частотного модулятора»
Преподаватель Патюков В.Г.
Студент гр. РФ13-21б Готовко А.А.
Красноярск 2015
Цель работы: Исследование принципа действия частотного модулятора. Получение характеристик частотного модулятора при воздействии на его вход моногармонического сигнала. Исследование формы и спектра сигналов с частотной модуляцией.
Ход работы: В данной работе используется универсальный лабораторный стенд со сменным блоком ЧАСТОТНЫЙ МОДЕМ, упрощённая принципиальная схема которого приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Упрощённая принципиальная схема частотного модема
Объектом исследования является левая часть схемы. Частотный модулятор представляет собой RC генератор, состоящий их двухкаскадного резистивного усилителя (А1) и фазобалансной цепи (ФБЦ), обеспечивающей положительную обратную связь. Частота генерации зависит от параметров ФБЦ - С3, С4 и сопротивлений каналов (RСИ) полевых транзисторов VT1 и VT2. Сопротивление канала (RСИ) зависит от управляющего напряжения, приложенного к затвору. Таким образом, полевой транзистор в ФБЦ является параметрическим элементом, управляемым модулирующим напряжением. Напряжение смещения (ЕСМ), являющееся постоянной составляющей модулирующего сигнала, позволяет установить несущую частоту модулированного сигнала, а переменная составляющая, т.е. сам модулирующий сигнал, поданный на гнезда КТ 1, обеспечивает девиацию частоты fmax, зависящую от амплитуды модулирующего сигнала. Выходом частотного модулятора являются гнезда КТ 2.
В качестве источника модулирующего сигнала используется встроенный диапазонный генератор, подключенный к входу модулятора. Для контроля входного сигнала используется встроенный вольтметр.
1. Статическая модуляционная характеристика
Статическая модуляционная характеристика (СМХ): f = ц(ЕСМ) снимается при отсутствии модулирующего сигнала. Последовательно устанавливая ЕСМ значения из таблицы 1, определяем значения частоты модулятора f, подключив выход модулятора (гнездо КТ 2) к осциллографу.
Таблица 1 - Статическая модуляционная характеристика
|
Eсм, В |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
|
f, кГц |
21,5 |
20,8 |
20,1 |
19,4 |
18,9 |
18,2 |
17,5 |
|
|
Eсм, В |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
|
|
f, кГц |
16,9 |
16,3 |
15,6 |
15 |
14,2 |
13,6 |
12,9 |
Полученная статическая модуляционная характеристика приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Статическая модуляционная характеристика
Таблица 2 - Данные, полученные из статической модуляционной характеристики
|
Eсм опт |
f0 |
fmin |
fmax |
Kчм |
|
|
3,25 В |
17 кГц |
12,9 кГц |
21,5 кГц |
1323 |
2. Влияние амплитуды модулирующего сигнала на спектр ЧМ
По ряду заданных значений МЧМ (таблица 2) рассчитываем амплитуды модулирующих сигналов, а затем и действующие значения Uc.
Таблица 3 - Влияние амплитуды модулирующего сигнала (FМОД = 500 Гц)
|
МЧМ |
0 |
0,1 |
0,5 |
1 |
2,4 |
3,8 |
|
|
ДfMAX, Гц |
0 |
50 |
250 |
500 |
1200 |
1900 |
|
|
Umc, В |
0 |
0,04 |
0,19 |
0,37 |
0,9 |
1,43 |
|
|
Uc, мВ |
0 |
27 |
134 |
267 |
641 |
1013 |
|
|
2Дf*, кГц |
0 |
71 |
354 |
707 |
1697 |
2687 |
Индекс частотной модуляции:
MЧМ = ДfMAX / FМОД
Отсюда находят: fMAX = MЧМ· FМОД.
Определение ЧМ-сигнала:
f (t) = КЧМ·Uc(t)
При амплитудном значении гармонического сигнала Umc:
fMAX = КЧМ·Umc
Отсюда: частотный модуляция амплитуда спектр
Umc = fMAX / КЧМ.
Четвёртая строка таблицы заполняется исходя из необходимости пользоваться вольтметром переменного напряжения, имеющим градуировку в действующих значениях:
Uc = Umc·0,707
Теперь подключаем внутренний звуковой генератор к входу модулятора (гнездо КТ 1). Туда же подключаем и вольтметр переменного напряжения стенда. Устанавливаем частоту генератора FМОД = 500 Гц. Последовательно устанавливая значения UC из таблицы 2 регулятором выхода генератора, получаем на ПК, подключённом к выходу модулятора (гнездо КТ 2) спектры ЧМ-сигналов (рисунки 3, 4, 5, 6, 7).
Рисунок 3 - Спектр сигнала на выходе модулятора при Uc = 27 мВ
Рисунок 4 - Спектр сигнала на выходе модулятора при Uc = 134 мВ
Рисунок 5 - Спектр сигнала на выходе модулятора при Uc = 267 мВ
Рисунок 6 - Спектр сигнала на выходе модулятора при Uc = 641 мВ
Рисунок 7 - Спектр сигнала на выходе модулятора при Uc = 1013 мВ
3. Влияние частоты модуляции на спектр ЧМ
Сохраняя схему соединений, устанавливаем значения UC = 0,64 В (для МЧМ = 2,4 из таблицы 2) и не меняем его в дальнейшем.
Последовательно устанавливая частоты модуляции (таблица 3), получаем спектры сигналов на выходе модулятора (рисунки 8, 9, 10 и 11).
Таблица 4 - Влияние частоты модуляции на спектр ЧМ
|
Uc = 0,64 В f0 = 17 кГц |
|||||
|
Fмод, Гц |
100 |
250 |
500 |
1000 |
|
|
2Дf*, Гц |
2500 |
3000 |
3000 |
4000 |
|
|
Мчм |
12 |
4,8 |
2,4 |
1,2 |
Рисунок 8 - Спектр сигнала на выходе модулятора при FМОД = 100 Гц
Рисунок 9 - Спектр сигнала на выходе модулятора при FМОД = 250 Гц
Рисунок 10 - Спектр сигнала на выходе модулятора при FМОД = 500 Гц
Рисунок 11 - Спектр сигнала на выходе модулятора при FМОД = 1000 Гц
4. Форма колебаний на входе и выходе частотного модулятора
Соединяем один из входов осциллографа со входом модулятора На другой вход осциллографа подаем выходной сигнал модулятора.
Устанавливаем частоту модуляции FМОД = 300 Гц, а уровень сигнала увеличиваем до тех пор, пока на осциллограмме выходного сигнала не появится паразитная амплитудная модуляция. Несколько уменьшаем входной сигнал так, чтобы огибающая ЧМ-сигнала стала ровной.
Устанавливаем синхронизацию осциллографа по тому каналу (входу), на который подан высокочастотный (выходной) сигнал.
Осциллограммы на входе и выходе частотного модулятора приведена на рисунке 12.
Рисунок 12 - Осциллограмма на входе и выходе частотного модулятора
Вывод
В данной лабораторной работе был исследован принцип действия частотного модулятора. Получена характеристика частотного модулятора при воздействии на его вход моногармонического сигнала. Исследованы формы и спектры сигналов с частотной модуляцией.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка структурной схемы передатчика. Расчёт усилителя мощности, цепи согласования, амплитудного модулятора, частотного модулятора, возбудителя частоты (автогенератора), колебательной системы, цепи питания и смещения, ёмкости связи с нагрузкой.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.07.2015Определение характера и уровня изменения сигнала амплитудно-частотного и фазо-частотного спектра. Построение графиков, расчет комплексного коэффициента передачи цепи. Особенности определения напряжения на выходе при воздействии на входе заданного сигнала.
курсовая работа [284,4 K], добавлен 29.09.2010Векторное представление сигнала. Структурная схема универсального квадратурного модулятора. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой. Наложение и спектры дискретных сигналов. Фильтр защиты от наложения спектров. Расчет частоты дискретизации.
курсовая работа [808,3 K], добавлен 19.04.2015Исследование устройства и принципа действия первичного радиолокатора. Классификация радаров. Характеристика частотного, фазового и импульсного методов измерения отражённого сигнала. Радиолокационные станции в Казахстане и основные виды радиолокаторов.
реферат [372,6 K], добавлен 13.10.2013Расчет и построение амплитудно-частотного спектра сигнала и определение полосы частот при заданной частоте модулирующего сообщения. Принципы и порядок кодирования заданного числа в коде Бергера, Хэмминга, создание выводов о корректирующих свойствах.
контрольная работа [414,3 K], добавлен 28.05.2014Особенности функционирования РТС в высоких широтах. Экспериментальное исследование процессов нелинейного преобразования (при наклонном распространении), умножения и смещения (при вертикальном зондировании) частоты мощных радиосигналов в ионосфере.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 26.01.2010Классификация акустических локационных систем по назначению и типу первичного преобразователя, по характеру частотного спектра сигнала, по типу модулирующего воздействия, по избирательности. Область применения датчиков локации. Алгоритм идентификации.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 11.08.2010Исследование принципа действия и устройства коаксиального фильтра СВЧ диапазона. Построение амплитудно-частотной характеристики в заданном диапазоне частот. Проведение снятия зависимости амплитуды напряжения от частоты сигнала при отключенном фильтре.
лабораторная работа [16,8 K], добавлен 28.10.2013Разработка варианта структурной схемы передатчика низовой радиосвязи и его отдельных принципиальных узлов. Электрический расчет выходного каскада, согласующей цепи, умножителя частоты, опорного генератора, частотного модулятора и штыревой антенны.
курсовая работа [981,1 K], добавлен 16.11.2011Назначение и структура каскадов супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты. Расчет частотного плана, энергетического плана, контура частотного детектора. Усилительные свойства радиоприемника. Частота единичного усиления транзистора.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 02.05.2016Зависимость напряжения изменяющейся частоты, угловой частоты несущего колебания и напряжения от времени. Выявление детекторных характеристик частотного детектора для разных видов детекторов. Оценка искажения низкочастотного сигнала на выходе детектора.
лабораторная работа [3,0 M], добавлен 12.12.2022Разработка функциональной схемы модулятора. Анализ способа передачи. Представление сигнала цифровой модуляции. Обзор устройств и разработка функциональной схемы демодулятора. Описание модулятора и демодулятора. Особенности формирования сигнала КАМ-4.
курсовая работа [401,0 K], добавлен 19.11.2012Синусоидальное немодулированное колебание и белый шум в типовых каскадах радиоканала, состоящего из резонансного усилителя промежуточной частоты, частотного детектора и усилителя низкой частоты. Особенности преобразований аддитивной смеси сигнала и шума.
курсовая работа [851,1 K], добавлен 15.03.2015Визначення переваг використання принципів частотного і часового поділу вхідного і вихідного сигналів, негативного зворотного зв'язку по випромінюванню і самонастроюванню для побудови модулятора на основі керованих джерел оптичного випромінювання.
контрольная работа [159,2 K], добавлен 20.11.2010Применение мембран для точного воспроизведения переходных процессов. Особенности направленного действия и расширения частотного спектра. Получение ультразвуковых колебаний в жидкостях. Сущность, основные виды и общая характеристика приемников звука.
реферат [42,9 K], добавлен 28.09.2009Частотное представление дискретного сигнала, частотные характеристики дискретных систем управления. Применение правила Лопиталя, формулы дискретного преобразования Лапласа, график частотного спектра. Построение частотной характеристики системы.
контрольная работа [85,3 K], добавлен 18.08.2009Специфика сигналов с частотной модуляцией. Спектры сигналов различных индексов модуляции. Факторы передачи сигналов с паразитной амплитудной модуляцией. Особенности приемников частотно-модулированного сигнала. Классификация ограничителей, их действие.
презентация [306,0 K], добавлен 12.12.2011Расчет характеристик амплитудного базового модулятора на нелинейном элементе. Статическая вольтамперная характеристика прямой передачи транзистора и ее аппроксимация. Прием импульсных сигналов, условные вероятности пропуска и ложного обнаружения сигнала.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 12.01.2012Характеристика видов и цифровых методов измерений. Анализ спектра сигналов с использованием оконных функций. Выбор оконных функций при цифровой обработке сигналов. Исследование спектра сигналов различной формы с помощью цифрового анализатора LESO4.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 03.05.2018Частотное преобразование акустического сигнала. Технические средства измерений, контроля и диагностики на основе ультразвуковых колебаний. Отражение и преломление звука. Прохождение звука через границу раздела двух сред. Разработка модуля программы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.10.2011
