Изучение принципа работы супергетеродинного приемника амплитудно-моделированных сигналов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

по курсу

Устройства приема и обработки сигналов

Изучение принципа работы супергетеродинного приемника амплитудно-моделированных сигналов

Цель работы

Ознакомиться с принципом работы супергетеродинного приемника АМ сигналов и его основных узлов. Приобрести практические навыки определения параметров и получения характеристик радиовещательного приемника.

Основные вопросы курса, изучаемые перед выполнением работы

1. Требования, предъявляемые к радиоприемным устройствам. Основные характеристики радиоприемника, определяющие качество приема сообщений.

2. Действие АРУ в приемнике.

3. Искажение сигналов в радиоприемнике.

Содержание работы

1. Осциллографирование напряжений в контрольных точках макета радиоприемника.

2. Снятие амплитудно-частотной характеристики входной цепи.

3. Снятие амплитудно-частотной характеристики усилителя промежуточной частоты.

4. Настройка радиоприемника на частоту сигнала.

5. Определение избирательности приемника по зеркальному сигналу.

6. Определение избирательности приемника по соседнему каналу.

Описание лабораторного макета

Лабораторный макет (рис. 1) выполнен в виде сменного блока и позволяет в комплексе с контрольно-измерительной аппаратурой измерять параметры и наблюдать форму сигналов в различных точках радиоприемника. Функциональная схема макета нанесена на его верхней панели, на которой также расположены разъемы для подключения контрольно-измерительной аппаратуры, органы регулировки и коммутации:

1. Ручка регулировки частоты гетеродина «НАСТРОЙКА».

2. Выключатель гетеродина.

3. Выключатель АРУ.

4. Ручка регулировки выходного напряжения УЗЧ «ГРОМКОСТЬ».

В качестве источника АМ радиосигнала при проведении измерений может быть использован генератор ВЧ, расположенный в блоке №2 лабораторной установки. Генератор ВЧ перестраивается по частоте в трех поддиапазонах, имеет встроенный индикатор частоты. Выходное напряжение генератора равно 1 В на гнезде «0 дБ» при установке стрелки индикатора уровня ВЧ на деление 0 дБ (без нагрузки). Амплитудная модуляция осуществляется напряжением НЧ, подаваемым от генератора НЧ, расположенного на этой же панели установки. Глубина модуляции определяется визуально с помощью осциллографа.

При необходимости может быть использован внешний генератор ВЧ (рекомендуется Г4-102).

В блоке №4 лабораторной установки расположен частотомер, имеющий два коммутируемых входа. Один вход предназначен для измерения частоты напряжения на выходе гетеродина. Второй вход целесообразно использовать для измерения частоты напряжения в случае использования внешнего генератора ВЧ.

Выход приемника посредством переключателя (расположен на панели №5 лабораторной установки) соединяется либо с громкоговорителем, либо с резистором R_Н, являющимся эквивалентом нагрузки.

Обязательными дополнительными приборами, необходимыми для проведения работы, являются:

двухлучевой (двухканальный) осциллограф;

милливольтметр переменного напряжения.

В процессе проведения работы следует учесть следующее:

1. Макет не предназначен для приема радиовещательных станций, а служит для чисто учебных целей.

2. Приемник имеет узкий диапазон перестройки. Средняя частота настройки приемника составляет 800 кГц. Промежуточная частота равна 455 кГц.

3. Величины напряжений на разъемах макета могут не соответствовать реально существующим в схеме приемника, поскольку принципиальная схема макета построена таким образом, чтобы подключение контрольно-измерительной аппаратуры не вызывало заметного изменения параметров самого радиоприемника.

4. Большинство измерений следует проводить при выключенном громкоговорителе (переключатель на панели №5 - в положении R_ЭКВ.) Включение громкоговорителя допускается на короткое время при настройке приемника.

Порядок выполнения работы

1. Осциллографирование напряжений в контрольных точках макета радиоприемника

1.1. Произвести соединения согласно рис. 2.

Подключить вход I осциллографа к выходу генератора НЧ «0 дБ».Подключить вход II осциллографа к выходу генератора ВЧ «0 дБ». Режим синхронизации осциллографа - по входу I. Длительность развертки 0,2 мс/дел. Коммутатор входов осциллографа установить в положение, соответствующее визуализации напряжения, подаваемого на вход II.

1.2. Тумблер «АРУ» установить в положение «ВКЛ». Тумблер включения гетеродина установить в положение «ВКЛ». В качестве нагрузки радиоприемника подключить громкоговоритель. Регулятор «громкость» установить в среднее положение.

1.3. Установить требуемые параметры выходного напряжения генератора ВЧ в следующем порядке:

· частота 800,0 кГц (диапазон II генератора ВЧ);

· напряжение на выходе «-20 дБ» 10 мВ (установить с помощью внешнего вольтметра);

· частота модуляции 1000 Гц (диапазон II генератора НЧ);

· глубина модуляции 50 % (установить визуально с помощью осциллографа. Глубина модуляции изменяется при изменении выходного напряжения генератора НЧ). По показаниям вольтметра генератора НЧ записать величину напряжения U_{НЧ 50%}, соответствующую глубине модуляции 50 % сигнал с генератора ВЧ подавать на КТ1.

1.4. Вход II осциллографа подключить к выходу гетеродина (КТ3). Осциллографировать напряжение в КТ3. Режим синхронизации осциллографа - по входу II. Длительность развертки 0,2 мкс/дел.

1.5. Вход II осциллографа подключить к выходу УПЧ (КТ5). Выход гетеродина соединить с входом частотомера на панели № 4. Настроить гетеродин так, чтобы в громкоговорителе прослушивался неискаженный тон частотой 1000 Гц. (Частота настройки гетеродина - приблизительно 1255 кГц)

Осциллографировать напряжение в КТ5. Режим синхронизации осциллографа - по входу I. Длительность развертки 0,2 мс/дел.

Убедиться в пропадании сигнала при отклонении частоты гетеродина от 1255 кГц на ± 20 кГц . Восстановить настройку гетеродина.

1.6. Вход II осциллографа подключить к выходу детектора (КТ6). Осциллографировать напряжение в КТ6. Режим синхронизации осциллографа - по входу I. Длительность развертки 0,2 мс/дел.

1.7. Вход II осциллографа подключить к выходу УЗЧ (КТ7). Осциллографировать напряжение в КТ7. Режим синхронизации осциллографа - по входу I. Длительность развертки 0,2 мс/дел.

2. Снятие амплитудно-частотной характеристики входной цепи

2.1. Проверить частоту настройки гетеродина - 1255 кГц. Выключить гетеродин. После этого положение ручки «НАСТРОЙКА» не изменять.

2.2. Произвести переключения согласно рис. 3.

2.3.Установить параметры выходного напряжения генератора ВЧ:

· частота 800,0 кГц (диапазон II генератора ВЧ);

· глубина модуляции 0 % (установить визуально с помощью осциллографа. Глубина модуляции изменяется при изменении выходного напряжения генератора НЧ);

· выходное напряжение генератора 500 мВ (установить с помощью милливольтметра). В дальнейшем при выполнении п.2 величину выходного напряжения генератора ВЧ не менять !.

2.4. Изменяя частоту генератора ВЧ в пределах поддиапазона II, снять зависимость напряжения на выходе входной цепи от частоты генератора (АЧХ входной цепи) и заполнить таблицу 1.

Таблица 1

АЧХ входной цепи

При снятии АЧХ необходимо провести не менее 10 измерений на различных рационально выбранных частотах в пределах указанного диапазона. В таблицу обязательно должны быть занесены результаты измерения на резонансной частоте ВЦ. Величина U_{вых.макс.} соответствует максимальному значению напряжения, из занесенных во вторую строку таблицы.

По данным, занесенным в первую и третью строки таблицы, построить график АЧХ входной цепи. На графике показать полосу пропускания ?f_вц по уровню 0,707 .

2.5. По вышеприведенной методике снять АЧХ ВЦ при положениях ручки «НАСТРОЙКА», соответствующих частотам гетеродина 1200 кГц и 1310 кГц . Графики АЧХ ВЦ построить в тех же координатных осях, что и предыдущий. Сравнить графики, сделать необходимые выводы.

3. Снятие амплитудно-частотной характеристики усилителя промежуточной частоты

3.1. Произвести соединения согласно рис. 4. При снятии АЧХ УПЧ гетеродин должен быть выключен, АРУ должна быть выключена.

На вход УПЧ с выхода генератора ВЧ подать немодулированное напряжение 10 мВ частотой 435 кГц - 475 кГц. Величину напряжения проконтролировать с помощью милливольтметра. Во время проведения измерений выходное напряжение генератора поддерживать постоянным.

3.2. Изменяя частоту генератора в диапазоне частот от 440 кГц до 470 кГц, снять зависимость напряжения на выходе УПЧ от частоты генератора и заполнить таблицу 2..

Таблица 2

АЧХ УПЧ

3.3. По данным таблицы 2 построить график нормированной АЧХ УПЧ. На графике показать полосу пропускания ?f_{упч 0,707} .

4. Настройка радиоприемника на частоту сигнала

4.1. Произвести соединения согласно рис. 5. Гетеродин включить, АРУ включить, громкоговоритель включить, регулятор «ГРОМКОСТЬ» установить в среднее положение.

4.2. Установить требуемые параметры выходного напряжения генератора ВЧ в следующем порядке:

· частота 800,0 кГц (диапазон II генератора ВЧ);

· напряжение на выходе «-40 дБ» 1,0 мВ (установить с помощью внешнего вольтметра);

· частота модуляции 1000 Гц (диапазон II генератора НЧ);

· глубина модуляции 50 % (установить U_{НЧ 50%}).

4.3. Изменяя частоту гетеродина, настроить приемник по наличию звука в динамике и изображению сигнала звуковой частоты на экране осциллографа (синхронизация по входу I, длительность развертки 0,2 мс/дел.).

Записать частоту сигнала и гетеродина в таблицу 3.

Таблица 3

Настройка радиоприемника

4.4. Аналогично измерения для других частот сигнала, указанных в таблице. Занести полученные результаты в таблицу 3. Вычислить величину f_г-f_с и занести в таблицу 3. Сравнить полученные результаты с результатами п. 3.3. Сделать необходимые выводы.

5. Снятие АЧХ радиоприемника вблизи частоты настройки

5.1. Произвести соединения согласно рис. 6. Вольтметр перевести в режим измерения НЧ.

5.2. Установить параметры выходного напряжения генератора ВЧ как в п. 4.2.

5.3. Установить частоту гетеродина - 1255 кГц.

5.4. Изменяя частоту генератора в диапазоне частот от 780 кГц до 820 кГц, снять зависимость напряжения на выходе детектора от частоты генератора ВЧ и заполнить таблицу 4..

Таблица 4

АЧХ радиоприемника вблизи частоты настройки

5.5. По данным таблицы 4 построить график нормированной АЧХ приемника. На графике показать полосу пропускания ?f_0,707 .

6. Определение избирательности приемника по зеркальному каналу

6.1. Произвести соединения согласно рис. 5. АРУ выключить, громкоговоритель включить, регулятор «ГРОМКОСТЬ» установить в среднее положение. Установить частоту гетеродина - 1255 кГц.

6.2. Установить параметры выходного напряжения генератора ВЧ в следующем порядке:

· частота 800,0 кГц (диапазон II генератора ВЧ);

· частота модуляции 1000 Гц (диапазон II генератора НЧ);

· глубина модуляции 50 % (установить U_{НЧ 50%});

· напряжение U_С на выходе генератора ВЧ установить минимально возможным, при котором в КТ6 наблюдается неискаженное напряжение НЧ. (При необходимости переключиться на выход «-60 дБ»). Записать значение напряжения U_С .

6.3. Подстроить приемник по наличию звука в динамике и изображению сигнала звуковой частоты на экране осциллографа (синхронизация по входу I, длительность развертки 0,2 мс/дел.). Зафиксировать по экрану осциллографа наблюдаемое значение напряжения U_НЧ . амплитудный сигнал радиочастота приемник

6.4. Рассчитать частоту зеркального канала приема f_зерк .

6.5. Установить параметры выходного напряжения генератора ВЧ в следующем порядке:

· частота f_зерк (диапазон III генератора ВЧ);

· частота модуляции 1000 Гц (диапазон II генератора НЧ);

· глубина модуляции 50 % (установить U_{НЧ 50%});

· напряжение на выходе генератора ВЧ U_ЗЕРК установить таким, при котором в КТ6 наблюдается неискаженное напряжение НЧ, равное по величине U_НЧ (как в п.6.3.). Записать значение напряжения U_ЗЕРК . Убедиться в наличии звука в громкоговорителе.

6.6. Рассчитать значение избирательности приемника по зеркальному каналу

7. Ознакомиться с работой системы АРУ

7.1. Произвести соединения согласно рис. 5. АРУ выключить, громкоговоритель включить, регулятор «ГРОМКОСТЬ» установить в среднее положение. Установить частоту гетеродина - 1255 кГц.

7.2. Установить параметры выходного напряжения генератора ВЧ в следующем порядке:

· частота 800,0 кГц (диапазон II генератора ВЧ);

· частота модуляции 1000 Гц (диапазон II генератора НЧ);

· глубина модуляции 50 % (установить U_{НЧ 50%});

· напряжение U_С на выходе генератора ВЧ установить минимально возможным, при котором в КТ6 наблюдается неискаженное напряжение НЧ. (При необходимости переключиться на выход «-60 дБ»). Записать значение напряжения U_С1 .

7.3. Плавно повышая напряжение на выходе генератора, записать такое его значение U_С2, при котором начинает искажаться форма синусоидального напряжения звуковой частоты на "КТ6".

7.4. Включить АРУ. Повышая напряжение на выходе генератора, записать такое его значение U_С3, при котором начинает искажаться форма синусоидального напряжения звуковой частоты на выходе детектора (разъем "КТ6").

7.5. Сравнить величины U_С1 , U_С2 , U_С3 . Сделать необходимые выводы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Лицевая панель сменного блока «Изучение принципа работы супергетеродинного приемника АМ сигналов»

Рис. 2. Схема соединений элементов лабораторной установки для проведения осциллографирования напряжений в контрольных точках лабораторного макета

Рис. 3. Схема соединения элементов лабораторной установки для снятия АЧХ входной цепи

Рис. 4. Схема соединения элементов лабораторной установки для снятия АЧХ УПЧ

Рис. 5. Схема соединения элементов лабораторной установки для проверки соотношения частот при настройке приемника на частоту радиостанции

Рис. 6. Схема соединения элементов лабораторной установки для снятия АЧХ радиоприемника

Размещено на Allbest.ru