Методичні вказівки до виконання курсової роботи

Для передачі інформації в різних системах автоматики та зв’язку достатньо широко застосовуються гармонічні сигнали, які описуються наступним виразом

,

де – амплітуда сигналу,та– циклічна частота та фаза сигналу. Коливанняназивають несучим сигналом. Для переносу інформації один із параметрів несучого сигналу змінюється згідно з повідомленням, що передається. Такий процес називається модуляцією [2]. Якщо за законом інформаційного повідомлення змінюється амплітуда несучого коливання, то відбувається амплітудна модуляція. Якщо ж інформаційним параметром є частота або фаза несучого сигналу, то мають місце відповідно частотна або фазова модуляція.

В цифрових системах автоматики та зв’язку використовуються двійкові сигнали, які можуть приймати лише два значення: логічний нуль або логічну одиницю. При передачі таких сигналів інформаційний параметр несучого коливання також може приймати лише два значення. Такий процес називається маніпуляцією [2].

Розглянемо випадок, коли двійковий інформаційний сигнал є періодичним. В цьому разі амплітудно-маніпульований сигнал (АМн сигнал) представляє собою періодичну послідовність імпульсів несучого коливання та пауз між ними. Такий сигнал можна отримати за допомогою електронного ключа, на вхід якого поступає несучий сигнал (рис. 1, а). Під дією інформаційного двійкового сигналу (рис. 1, б) електронний ключ буде розмикатися або замикатися та пропускати на вихід імпульси несучого коливання (рис. 1, в).

а

б

в

Рис. 1. Часові діаграми сигналів: а – несучий сигнал; б – двійковий інформаційний сигнал; в – амплітудно-маніпульований сигнал

Амплітудно-маніпульовані сигнали широко використовуються в різних пристроях автоматики та зв’язку. Наприклад, періодичний АМн сигнал застосовується в якості сигналу контролю рейкової лінії в сучасних тональних рейкових колах [3].

Структура та принцип дії генератора амплітудно-маніпульованого сигналу

В процесі виконання курсової роботи необхідно розробити генератор періодичного АМн сигналу, структурна схема якого представлена на рис. 2. До його складу входять наступні структурні вузли: генератор несучої частоти (ГН), генератор частоти маніпуляції (ГМ), маніпулятор (М), каскад узгодження (УК), смуговий фільтр (СФ), підсилювач потужності (ПП) та схема індикації (Інд). Генератор несучої частоти виробляє високочастотні прямокутні імпульси, які надходять на один із входів маніпулятора. На другий керуючий вхід маніпулятора надходять прямокутні імпульси від генератора ГМ, частота яких набагато нижча, ніж несуча частота. Під дією керуючих імпульсів маніпулятор періодично замикається і пропускає на вихід послідовність імпульсів несучої частоти. Причому тривалість такої послідовності дорівнює тривалості керуючих імпульсів. Таким чином формується амплітудно-маніпульований сигнал (див. рис. 1, в), який через каскад узгодження надходить до смугового фільтру.

Каскад УК виконує узгодження вихідного опору генератора несучої частоти та вхідного опору фільтра, а також забезпечує необхідний вихідний струм для роботи смугового фільтра. За допомогою фільтру СФ виконується згладжування прямокутних імпульсів несучої частоти. Завдяки цьому форма несучого сигналу наближається до синусоїдальної. Підсилювач ПП виконує передачу необхідної потужності АМн сигналу до навантаження.

Рис. 2. Структурна схема генератора амплітудно-маніпульованого сигналу

Схема індикації забезпечує відображення значень частоти маніпуляції та несучої частоти. Завдяки зв’язку схеми індикації з генератором ГМ, останні дві цифри індикатора блимають з частотою маніпуляції або з частотою в ціле число раз меншою, ніж частота маніпуляції, що дозволяє перевірити працездатність генератора.

Розглянемо більш детально принцип дії та методику розрахунку структурних вузлів генератора АМн сигналу.