- •Оглавление
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений
- •Введение
- •1. Правила техники безопасностипри выполнении лабораторных работ
- •2. Описание лабораторных стендов
- •2.1. Лабораторный стенд «Генератор с внешним возбуждением»
- •2.2. Лабораторный стенд «Амплитудная модуляция»
- •2.3. Лабораторный стенд «Автогенератор гармонических колебаний»
- •2.4. Лабораторный стенд «Пассивный цифровой синтезатор частоты»
- •В цифровом пассивном ссч с потоками многоуровневых импульсов, функциональная схема которого представлена на рис. 7, реализован классический метод прямого цифрового синтеза сигналов.
- •2.5. Лабораторный стенд «Цифровой синтезатор частоты с фап»
- •3. Теоретические сведения и методические указания к выполнению лабораторных работ
- •3.1. Исследование транзисторного генераторас внешним возбуждением с простой схемой выхода(Лабораторная работа №1)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв1 в зависимости от положения ключа s1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Исследование транзисторного Генераторас внешним возбуждениемсо сложной схемой выхода(Лабораторная работа №2)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв2 в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Исследование базовой амплитудной модуляции(Лабораторная работа №3)
- •Основные теоретические сведения Амплитудная модуляция
- •Базовая амплитудная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Исследование коллекторнойамплитудной модуляции(Лабораторная работа №4)
- •Основные теоретические сведения
- •Коллекторная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Исследование одноконтурного автогенератора(Лабораторная работа №5)
- •Основные теоретические сведения Введение в автогенераторы
- •Условия равновесия автогенератора и стационарные состояния
- •Устойчивость баланса амплитуд и режимы самовозбуждения
- •Баланс фаз в автогенераторе и его устойчивость
- •Анализ стационарного режима автогенератора при фиксированном и автоматическом смещении
- •Типовые схемы автогенераторов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения параметров цепи автоматического смещенияв зависимости от положения переключателей
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Исследование автогенератораС кварцевой стабилизацией частоты (Лабораторная работа №6)
- •Основные теоретические сведения
- •Стабильность частот автогенераторов
- •Кварцевые резонаторы
- •Автогенераторы с кварцевыми резонаторами
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Исследование прямого метода формирования сигналов с частотной модуляцией (Лабораторная работа №7)
- •Основные теоретические сведения
- •Угловая модуляция
- •Частотная модуляция в автогенераторе на варикапе
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.8. Исследование нестабильности частоты автогенераторов (Лабораторная работа №8)
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Исследование пассивного цифрового синтезатора сетки частот с потоками двухуровневых импульсов (Лабораторная работа №9)
- •Основные теоретические сведения Общий анализ методов синтеза частот
- •Двухуровневый цифровой сч
- •Пассивный цифровой сч с потоками двухуровневых импульсов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.10. Исследование пассивного цифровогоСинтезатора сетки частотС потоками многоуровневых импульсов (Лабораторная работа №10)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.11. Исследование цифрового Синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №11)
- •Основные теоретические сведения
- •Общие характеристики активных методов синтеза частот
- •Структура и принцип действия синтезатора частоты с фап
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.12. Исследование частотной модуляциив цифровОм Синтезаторе частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №12)
- •Основные теоретические сведения
- •Способы формирования информационного сигнала в синтезаторах
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
Частотная модуляция в автогенераторе на варикапе
Существующие разнообразные методы получения УМ делятся на прямые и косвенные. Прямые методы подразумевают непосредственное получение требуемого вида модуляции, а косвенные основаны на поэтапном преобразовании одного вида модуляции в другой до получения заданного. Например, косвенный метод формирования ЧМ-сигналов позволяет получить более высокую стабильность частоты несущей. Наиболее широкое применение в настоящее время находит ЧМ. Она используется в радиосвязи, радиовещании, телевизионном вещании, радиорелейных линиях и других областях радиоэлектроники.
Типичная схема осуществления ЧМ прямым методом в автогенераторе, выполненном по схеме емкостной трехточки, представлена на рис. 27. В состав КС АГ включен варикап VD, барьерная емкость которого СВ используется в качестве управляемого реактивного элемента КС. Управление осуществляется изменением подаваемого на варикап напряжения в соответствии с его вольт-фарадной характеристикой. В рассматриваемой схеме на варикап одновременно воздействуют напряжения ВЧ колебания, генерируемого в АГ, и модулирующего НЧ сигнала с амплитудами U0 и UМОД, а также постоянное напряжение начального смещения варикапа Е0. С целью минимизации нелинейности СМХ и АДМХ необходимо снижать влияние ВЧ колебания на емкость варикапа. Поэтому обычно UМОД>U0.
Рис. 27. Схема автогенератора с частотной модуляцией на варикапе
Частота генерируемых колебаний, практически равная резонансной частоте колебательной системы АГ, определяется соотношением
,где СК=C1C2/(C1+С2) – полная емкость КС АГ без учета варикапа; CВ0 – емкость варикапа в выбранной рабочей точке (начальная емкость варикапа, определяемая величиной напряжения смещения Е0), а ΔСВ(t) – изменение во времени емкости варикапа под действием модулирующего сигнала. При выводе анализируемого соотношения учитывалось, что ΔCВmax(t)<<СК, и поэтому справедливы следующие приближенные соотношения: (1+х)1/2х/2 и 1/(1+0,5х)≈1-0,5х при х<<l. Таким образом, Δ(t)/0=-0,5ΔCВ(t)/CK, а относительное изменение частоты генерируемых колебаний оказывается пропорциональным изменению емкости варикапа только при малом индексе модуляции.
Основные качественные характеристики формируемого радиосигнала, как и в случае АМ, определяются статической и динамической модуляционными характеристиками. Под СМХ понимается зависимость девиации частоты Δ от медленно изменяющегося модулирующего сигнала. АДМХ представляет собой зависимость девиации частоты Δ от амплитуды модулирующего сигнала UМОД при постоянной его частоте Ω, а ЧДМХ – зависимость Δ от Ω при UМОД=const.
Нелинейный характер СМХ обусловлен нелинейными зависимостями резонансной частоты КС АГ от значений реактивных элементов контура и величины самой реактивности от амплитуды модулирующего сигнала. Нелинейность СМХ АГ в свою очередь является основной причиной нелинейности АДМХ и приводит к появлению нелинейных искажений в спектре модулированного сигнала. Достаточная линейность АДМХ, как правило, может быть получена только при малом индексе модуляции, что требует для получения заданной девиации частоты Δ включения умножителей частоты в последующих каскадах.
ЧДМХ должна оставаться постоянной во всем диапазоне частот модулирующего сигнала от min до max. Однако наличие цепей с зависящими от частоты коэффициентами передачи, включенных между управляемым реактивным элементом (например, варикапом) и источником модулирующего сигнала, приводит к появлению неравномерности ЧДМХ в области нижних и верхних частот модулирующего сигнала. Механизм появления неравномерности в целом тот же, что и при амплитудной модуляции (см. п. 3.3. Исследование базовой амплитудной модуляции, с. 40).
Литература для самостоятельной подготовки: [2, гл. 5.6-5.8; 4, гл. 8.1, 8.3, 8.4; 5(7), гл. 22].