8-Тәжірибе - Амплитудалық модуляцияланған сигналдар демодуляциясы
Алдын ала талқылау.
Егер
сіз 5-экспериментті орындаған болсаңыз,
онда
2
кГц
синусоидалы
амплитуда бойынша модульденген сигнал
қалай болатынын көрдіңіз. АМ сигналдың
негізгі ерекшелігі-хабар сигналының
иілгіш пішінге (төменгі иілгіш, сәйкесінше,
төңкерілген) ие екендігін көрдіңіз. АМ
сигналдан алынған негізгі хабар
сигналы
демодуляция деп аталады.
Демодуляция телекоммуникациялық
қабылдағыштардың және байланыстың
негізгі функциясы болып табылады.
АМ
сигнал
демодуляциясы үшін кең қолданылатын
электрондық
сұлба
иілгіш детекторы деп аталады. Иілгіш
детекторының блок-схемасы төменде
1-суретте көрсетілген.
1-сурет
Түзеткіш (Rectifier) тек бір иілгішті қалдырып (біздің жағдайда жоғарғы, бірақ төменгі де жаман емес) АМ сигналдың жартысын "кеседі". Түзетілген сигнал (Rectified AM signal) шың нүктелерді белгілейтін төменгі жиілікті сүзгіге (RC LPF) келіп түседі. Сүзгінің кірісіне берілген түзеткіш АМ сигналдан сүзгінің шығысында иілгіш АМ сигнал аламыз. Сондықтан хабар сигналы иілгіш формаға ие болса, онда сүзгі шығысындағы (Recovered message) кернеу де хабар сигналы болып табылады, яғни AM сигналды демодуляцияланған деп есептеуге болады.
1-суретте көрсетілгендей қайта модульденген AM сигнал хабарын иілгіш детектор дұрыс орнатпайтыны белгілі болды. Неге олай екенін түсіну үшін иілгіш қайта модульденген АМ сигнал негізгі сигналдың пішінін қайталамайтынын есіңізге түсіріңіз. Сондықтан иілгіш бұлмаланса, детектор хабар сигналын бұлмалап қалпына келтіреді.
Тәжірибе. Бұл тәжірибеде сигналдың математикалық моделін орындау жолымен АМ сигналды алу үшін Emona DATEx модулі қолданылады. Сіз бұл құрылғыда түзеткіштен және төменгі жиілікті сүзгіден иілгіш детектор сұлбасын жинауыңыз керек. Сонымен қатар, иілгіш детектордың кірісінен АМ сигналды беруіңіз керек және демодуляцияланған негізгі сигналын шығыс хабарымен және иілгіш АМ сигналмен салыстырыңыз. Иілгіш детектордың негізгі сигналы АМ сигналын қайта модуляциялағанда қандай пайда беретінін бақылаңыз. Соңында, уақыт жетсе, иілгіш детекторды пайдаланудың орнына АМ сигналын жергілікті тасушыға көбейтіп, АМ сигналын демодуляциялаңыз. Тәжірибені орындауға А бөлімінен D бөліміне дейін шамамен 50 минут, ал Е бөліміне шамамен 20 минут уақыт кетеді.
Жабдықтар:
-Керекті программа орнатылған арнайы компьютермен қамтамасыз ету;
-NI ELVIS I немесе II құрастырушы өткізгіштер;
-Тек NI ELVIS I үшін: NI USB-6251құрылғысының жиыны (немесе 20МГц екі арналы осциллограф);
-Тәжірибелерді орындау үшін Emona DATEx-тің кеңейтілген модулі;
-BNC және "банан" (2 мм) типті алмалы-салмалы екі сым;
-"банан" (2 мм) типті алмалы-салмалы жалғаушы сымдардың жиынтығы;
-Стереонаушниктер.
Ескерту : Бұл ELVIS I функциясына жатады.
ELVIS II келесі ерекшеліктерге ие:
-CH A (A арна) және CH B (B арна) осциллографы ELVIS II-де CH0 (0 арна) және CH1 (1 арна) сәйкестігі көрсетілген;
-ELVIS II-де Manual (қолмен басқарылады) режимі экранда бейнеленген құрылғы панелінен таңдалады;
-Функциональды генераторды қолданған кезде экранда шамамен керекті жиілікті беріңіз, содан кейін Manual (қолмен басқарылады) режимін қосыңыз;
-Егер функциональды генератор жиілікті модуляцияда (FM) қолданылса, FM жағдайында DATEx VCO IN (кернеумен басқарылатын генератор кірісі) кірісін пайдалану үшін modulation (модуляция) басқару элементін орнатыңыз.
Орындалу тәртібі (* тек NI ELVIS I-ге тиісті)
A бөлімі – AM модулятор сұлбасының жиыны
Демодуляция бойынша тәжірибені жүргізуде АМ сигнал алу үшін әуелі сұлбаны жинаңыз.
NI ELVIS қоректену көзінен ажыратылғандығына көз жеткізіңіз, ажыратқыш құрылғының артында орналасқан.
Кеңейтілген Emona DATEx модулін абайлап NI ELVIS-ке қойыңыз.
3. DATEx модуліндегі Manual (қолмен басқарылады) режимінде жұмыс істейтін Control Mode (басқару режимі) ауыстырып қосқышын орнатыңыз.
4. *NI DAQ кіріс-шығыс модулі ажыратулы екеніне көз жеткізіңіз.
5. * NI ELVIS-ті NI DAQ кіріс-шығыс модуліне және арнайы компьютерге қосыңыз.
Ескерту: бұл әрекеттердің барлығы ертерек орындалған болуы мүмкін.
6. Құрылғының артында орналасқан ажыратқыш көмегімен NI ELVIS-ті іске қосыңыз, содан соң құрылғының алдынғы жағында орналасқан ажыратқыш арқылы қорек көзін қосыңыз.
7. Компьютерді іске қосыңыз және толығымен іске түсуін күтіңіз.
8. * NI DAQ кіріс-шығыс модулін іске қосыңыз.
Ескерту: Егер бәрі ойдағыдай өтсе, онда сіз компьютер NI DAQ модулін анықтағандығы туралы сигнал аласыз. Олай болмаған жағдайда мұғалімді көмекке шақырыңыз.
9. NI ELVIS программасын іске қосыңыз.
10. DATEx программалық панелін іске қосыңыз және DATEx панелін программалы түрде басқара алатыныңызға көз жеткізіңіз.
11. Шығысында кері кернеу болған жағдайда Control Mode (басқару режимі) ажыратып-қосқышын реттеніз, кері жағдайда Manual (қолмен басқарылады)-ді қолданыңыз.
12. NI ELVIS-тегі Variable Power Supplies (қорек көзін реттеуші) программасын (VI) іске қосыңыз.
13. Ортаңғы орында орналасқан кері кернеуді реттеуші Voltage (кернеу) виртуалды басқару элементін орнатыңыз, содан соң терезені монитор астына түсіріңіз.
14. DATEx панель бетінен Adder (қосындылағыш) модулін табыңыз және G және g виртуальды басқару элементін сағат стрелкасына қарсы соңына дейін айналдырыңыз.
15. 2-суретте көрсетілген сұлбаны жинаңыз.
2-сурет
16. NI ELVIS DMM виртуальды мультиметр(максималды дәлдік туралы хабарға көңіл аудармаңыз, ОК түймесін басыңыз) программасын (VI) іске қосыңыз.
17. DC режимінде (тұрақты кернеуді өлшеу) цифрлық мультиметрді қайта іске қосыңыз.
18. Adder (Сумматор) модулінің шығысын HI цифрлық мультиметрінің кірісіне жалғаңыз және 1 В мәнді алу үшін g виртуальды басқару элементін реттеңіз.
19. Виртуальды цифрлық мультиметр программасын жабыңыз.
20. Oscilloscope NI ELVIS (Осциллограф) программасын (VI) іске қосыңыз.
21. Осциллографты 1-тәжірибедегі нұсқауға сәйкес өңдеңіз, бірақ келесі өзгерістермен:
- Trigger Source (сигнал тарату көзі) басқару элементін CH A жағдайынан Immediate (үзіліссіз) жағдайына өзгертіңіз
- Coupling(сигнал көзімен байланыс) басқару элементінің A арнасын AC орнына DC жағдайына келтіріңіз
- Scale (Масштаб) басқару элементі A арнасы үшін 500 мВ/дел.
22. Шың амплитудасы 1 В синусоиданы алу үшін Adder (қосындылағыш) модуліндегі G виртуальды басқару элементін реттеңіз.
23. Осциллографтың Trigger Source (сигнал тарату көзі) басқару элементін CH A жағдайына өзгертіңіз, ал Trigger Level (сигнал тарату деңгейі) басқару элементін 1 В-қа.
24. Хабар сигналын да, модуляцияланған сигналды да көру үшін осциллографтың B кіріс арнасын іске қосыңыз.
Өзіңізді тексеріңіз: Егер осциллографтың Scale (Масштаб) басқару элементі 1 В/дел. жағдайына келсе, онда осциллограф иілуші, қайталанушы пішінді АМ сигналды көрсетуі керек. Егер олай болмаса 11-әрекеттен бастап қайталаңыз.
Алдыңғы беттегі 2-суретте көрсетілген сұлба төмендегі 3-сутеттегі блок схемаға сәйкес келеді. Бұл сұлба амплитуда бойынша 2 кГц синусоида түріндегі модуляцияланған хабар сигналын 100 кГц (100 kHz carrier) тасушы жиілікпен бірге генерациялайды.
3-сурет
Message To Ch. A-А арнасына хабарлау, AM signal To Ch. B-В арнасына хабарлау, 100 kHz carrier - тасушы 100 кГц.
Тәжірибені жалғастырудан бұрын жұмысыңыздың нәтижесін мұғаліміңізге тексертіңіз.