МИИТ
Институт транспортной техники и систем управления (ИТТСУ)
Кафедра: «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»
Лабораторная работа №3
по дисциплине:
«Каналообразующие устройства автоматики, телемеханики и
связи»
на тему:
«АМПЛИТУДНЫЙ МОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ»
Москва 2017
Оглавление
1.ВЫБОР И АНАЛИЗ СХЕМЫ АМПЛИТУДНОГО МОДУЛЯТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 4
1.1 Модуляторы аналоговых сигналов на базе полупроводниковых элементов 4
1.2 Модуляторы дискретных сигналов 5
1.3.Выбор схемы амплитудного манипулятора 7
2.РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ АМПЛИТУДНОГО МАНИПУЛЯТОРА С АКТИВНОЙ ПАУЗОЙ 8
2.1 Анализ исходных данных 8
2.2 Моделирование схемы амплитудного манипулятора с идеализированным источником несущего колебания 8
2.3 Моделирование схемы амплитудного манипулятора с автогенератором 11
2.4 Анализ результатов моделирования 14
ВЫВОДЫ 14
ЗАДАНИЕ
на лабораторную работу по дисциплине:
«Каналообразующие устройства железнодорожной
автоматики, телемеханики и связи»
на тему:
«Амплитудный модулятор сигналов»
Студента группы ТСА-313 Насихановой А.М
Разработать амплитудный модулятор сигналов для следующих
исходных данных:
- Вид модуляции: амплитудная манипуляция с активной паузой;
- Источник несущего колебания: генератор Колпица;
- Частота несущего колебания Fн=1500 кГц;
- Амплитуда несущего колебания Uн ≥ 5В;
- Частота манипулирующего сигнала Fм= 15 кГц;
- Напряжение логической единицы U1= 5В;
- Напряжение логического нуля U0= 0.5В;
- Сопротивление нагрузки Rн= 1,5 кОм.
-
Выбор и анализ схемы амплитудного модулятора электрических сигналов
1.1 Модуляторы аналоговых сигналов на базе полупроводниковых элементов
Простейшим амплитудным модулятором является апериодический модулятор АМ колебаний на двух диодах. Его схема показана на рисунке 1.1.
Рис. 1.1 Принципиальная схема модулятора АМ колебаний на двух диодах
Модулирующее напряжение частотой F подается на диоды в фазе, а модулируемое f – в противофазе. Считая модулирующее напряжение
,
а модулируемое (несущее)
,
гармоническими колебаниями, диоды VD1
и VD2
– идентичными между собой с квадратичными
вольтамперными характеристиками (ВАХ)
,
найдем напряжения на диодах:
,
,
и токи, протекающие через них:
,
.
Ток в нагрузке Rмодулятора:
или
,
где
-
глубина
АМ.
Достоинства схемы: не использует источников питания, эффективнее расходуется мощность передатчика. Недостаток - нет усиления сигнала.
1.2 Модуляторы дискретных сигналов
Исходное сообщение как правило не передается по каналам связи. Чаще всего передают высокочастотное колебание, один из параметров которого изменяется по закону изменения первичного электрического сигнала – модуляции. В этом случае первичный сигнал называется модулирующим, высокочастотное колебание и колебание несущей частоты или модулирующем колебанием или сигналом переносчиком, а устройство, с помощью которого осуществляется модуляция – модулятор. Дискретные модуляторы называют манипуляторами, в нашем случае амплитудный манипулятор. Структурная схема амплитудного манипулятора представлена на рисунке 1.2.
X ГН
fн
fм
Рис. 1.2 Структурная схема амплитудного манипулятора
Этот манипулятор представляет собой перемножитель колебаний несущей частоты и дискретного манипулирующего сигнала, изменяющегося от 0 до Um.
На рисунке 1.3 представлены виды манипуляций:
T T T T T
T а)
+1 +1 +1 +1 t
-1 -1
S б)
t
S в)
АМнt
S г)
ЧМнt
S д)
ФМнt
S е)
ОФМнt
Рис.1.3 Виды манипуляций
На рисунке 1.3а представлен исходный манипулирующий дискретный сигнал, на рисунке 1.3б – высокочастотное колебание несущего сигнала.