6

ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

имени адмирала С.О. Макарова

КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по курсу "Формирование и передача сигналов"

С-Петербург 2009 г.

Методические указания к лабораторным работам по курсу "Формирование и передача сигналов" составил Рябышкин В.Н. к.т.н., профессор кафедры РЭ ГМА.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры 28 апреля 2009 года, протокол № 6.

Пассивный цифровой синтезатор частоты Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд "Синтезаторы частоты" содержит 2 функционально законченных синтезатора дискретной сетки частот:

1. цифровой пассивный с потоками двухуровневых импульсов;

2. цифровой пассивный с потоками многоуровневых импульсов.

На лицевой панели макета размещены органы управления, позволяющие:

• включать и выключать макет ("Вкл");

• выбирать исследуемое устройство ("ТИП ССЧ");

• дискретно управлять режимом работы пассивного ССЧ с потоками двухуровневых импульсов (СТАРШАЯ ДЕКАДА, МЛАДШАЯ ДЕКАДА);

• устанавливать частоту выходных колебаний пассивного ССЧ с потоками многоуровневых импульсов (УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ);

• регулировать число дискретов амплитуды и фазы при работе пассивного ССЧ с потоками многоуровневых импульсов (ЧИСЛО ДИСКРЕТОВ АМПЛИТУДЫ, ФАЗЫ).

При выборе типа схемы автоматически активизируются органы индикации и управления соответствующего устройства.

Цифровой пассивный ссч с потоками двухуровневых импульсов

Функциональная схема цифрового двухуровневого пассивного синтезатора приведена на лицевой панели стенда. Исследуемый синтезатор выполнен по декадному принципу и содержит:

• ОКГ, вырабатывающий сигнал типа "меандр" частотой 1 МГц;

• делитель частоты на десять, выходной сигнал которого представляет собой поток импульсов длительностью 0,5 мкс;

• два управляемых коммутатора К1 и К2. Управление коммутаторами осуществляется кнопками СТАРШАЯ ДЕКАДА и МЛАДШАЯ ДЕКАДА;

• схему "ИЛИ", осуществляющую сложение двух потоков импульсов, поступающих с выходов К1 и К2;

• выходной делитель частоты на десять, осуществляющий формирование сигнала типа меандр из входного потока импульсов.

Рабочий диапазон частот синтезатора: 1...99 кГц. Шаг сетки частот: 1 кГц.

Цифровой пассивный ссч с потоками многоуровневых импульсов

Функциональная схема цифрового многоуровневого синтезатора приведена на лицевой панели лабораторного стенда и содержит:

• ОКГ, частота выходных колебаний которого f_т = 512 кГц;

• устройство вычисления фазы, определяющее полную фазу выходного колебания и построенное на основе каскадного соединения 12-разрядных двоичного сумматора и регистра и 8-разрядного коммутатора, позволяющего изменять число дискретов квантования фазы Nд.ф, и принимающее ряд дискретных значений в интервале 2...512;

• устройство вычисления амплитуды, осуществляющее вычисление мгновенного значения sin((i)) и преобразование полученного двоичного числа в напряжение на выходе синтезатора. Оно состоит из каскадно соединенных микросхем памяти и ЦАП, число разрядов преобразования которого может принимать значения в интервале 1...8. Число дискретов амплитуды при этом изменяется от 2 до 256:

• ФНЧ, осуществляющий фильтрацию колебаний с частотами более 127 кГц.

Синтезатор позволяет сформировать дискретную сетку частот в диапазоне 1... 99 кГц с шагом сетки 1 кГц.

Помимо исследуемых ССЧ в состав лабораторного стенда включены:

• универсальный мультиметр, предназначенный для измерения периода и частоты формируемых колебаний;

• устройство управления, позволяющее коммутировать тип синтезатора, его органы управления и индикации, а также осуществлять связь с ЭВМ.

Измерение частоты генерируемых колебаний может производиться при различных временах усреднения (накопления)  = T_н, составляющих 1, 10, 100 мс, 1 и 10 с, а периода - при числе периодов накопления N равном 1, 10, 100 и 1000.

Измеренные мультиметром данные выводятся на жидкокристаллический дисплей, расположенный на лицевой панели макета. “Перелистывание” страниц вывода дисплея осуществляется кнопками << и >>. Запуск частотомера осуществляется кнопкой T.

Лабораторный стенд допускает два режима работы:

1. Режим ручного управления.

2. Режим автоматизированного управления и регистрации результатов экспериментальных исследований с помощью ЭВМ типа IBM PC.

Наблюдение осциллограмм и спектрограмм осуществляется с помощью внешних двухлучевого осциллографа с возможностью дополнительной внешней синхронизации и анализатора спектра.

На задней панели макета располагаются разъемы для подключения:

• внешних измерительных приборов ВЫХ.1 и ВЫХ.2 (двухлучевого осциллографа и анализатора спектра) и сигнала синхронизации осциллографа СИНХР.;

• RS232 для подключения ЭВМ типа IBM PC.