Домашнее задание

1. Изучить основные теоретические сведения.

2. Проделать предварительно лабораторную работу в системе схемотехнического проектирования Electronics Workbench.

Лабораторное задание

Подготовка к исследованию. Приведите функции, аппроксимирующие ВАХ нелинейного элемента.

1. Настройте генератор и колебательный контур модулятора в резонанс.

2. Снимите статическую модуляционную характеристику и определение по ней подходящий рабочий участок.

3. Найдите и установите параметры модулятора для оптимального режима работы модулятора.

4. Снимите осциллограммы напряжений на входах и выходе модулятора в оптимальном режиме работы.

5. Снимите осциллограммы напряжений на входах и выходе модулятора при сложном воздействии, состоящем из суммы двух низкочастотных сигналов (1 кГц и 2 кГц)

Методические указания

1. Настройка в резонанс предшествует всей работе. Она осуществляется при подаче на один из входов сумматора (например в гнездо 1) напряжения около 0,5 В от генератора (15 кГц). Достижение резонанса фиксируется либо по максимальному отклонению стрелки микроамперметра стенда либо по максимуму выходного напряжения на гнезде 5. Точное значение резонансной частоты f₀ вносится в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 Статическая модуляционная характеристика

f0=... кГц	U=... В; U=0
U0 , В	-0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0 -4,5 -5,0
UВЫХ, В
IС1, мА

2. Статическая модуляционная характеристика снимается на резонансной частоте контура при U_ = 0 и двух значениях высокочастотного напряжения: U_ = 0,5 В; U_ = 1,0 В. Данные эксперимента в обоих случаях вносятся в две таблицы, аналогичные приведенной выше. Первая гармоника тока стока рассчитывается по формуле:

I_С1= U_ВЫХ / R_ЭО,

где

R_ЭО = 1 кОм - сопротивление контура на резонансной частоте.

По таблицам на одном графике строятся обе зависимости

I_С1 = ₁(U₀) при U_ = 0,5 В и I_С1 = ₂(U₀) при U_ = 1,0 В. Обе зависимости следует проверить расчетом по формулам (4.3) и (4.4)

3. Оптимальный режим модулятора находится в два этапа. На первом этапе выбирается статическая модуляционная характеристика с наиболее протяженным линейным участком, на втором – определяется положение рабочей точки на этой характеристики. По этой же характеристике определяется максимальная амплитуда низкочастотного модулирующего напряжения U_mМАХ так, чтобы модуляция осуществлялась без заметных искажений.

Соединить генератор с частотой 1кГц со входом сумматора и установить найденное значение U_mМАХ, помня, что вольтметры переменного напряжения показывают действующее значение U_МАХ = U_mМАХ /2.

Установить смещение U₀, соответствующее середине линейного участка кривой I_C = (Е_СМ). Установить на входе 1 сумматора выбранное значение U_ (0,5 В или 1 В). Найденные величины заносятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 Параметры оптимальный режим модулятора

f0, кГц	U0, В	U, В	UМАХ,В	RШ
				вкл

ВНИМАНИЕ. В данном (оптимальном) режиме модулятор будет использован снова в следующей лабораторной работе как источник амплитудно-модулированных сигналов. Поэтому необходимо четко зафиксировать условия эксперимента и схему соединений.

4. Временные диаграммы на входах и выходе модулятора снимаются для оптимального режима в следующем порядке (масштаб по оси времени сохраняется неизменным):

• входной сигнал низкой частоты (гнездо 2);

• входной сигнал несущей частоты (гнездо 1);

• суммарный входной сигнал (гнездо 4);

• выходное напряжение (гнездо 5);

• форма тока стока i_С(t) (гнездо 5, кнопка "R" нажата);

• выходное напряжение при высокой добротности контура (гнездо 5 при нажатой кнопке "LC" и отжатой " R_Ш ").

Одновременно с осциллограммами зарисовываются амплитудные спектры всех перечисленных сигналов с сохранением масштаба по оси частоты. По полученным осциллограммам определяется и фиксируется в таблице глубина модуляции m.

Таблица 4.3. Глубина модуляции

RШ	Глубина модуляции, m по временной диаграмме
ВКЛ.
ВЫКЛ.

5. Модуляция сложным сигналом производится при действии суммы двух низкочастотных сигналов (1 кГц и 2 кГц). Для сохранения оптимального режима модулятора каждый из подаваемых сигналов должен соответствовать половине U_МАХ. Зарисовать осциллограммы на входе модулятора (гнездо 4), для чего следует отключить источник "несущей" от входа 1, а также на выходе (гнездо 5 при восстановлении сигнала на входе 1).