Оборудование

• Персональный компьютер с соответствующим установленным программным обеспечением

• NI ELVIS II плюс соединительные проводники

• Модуль расширения Emona DATEx для выполнения экспериментов

• Два проводника с разъѐмами типа BNC и типа "банан" (2 мм)

• Набор соединительных проводников с разъѐмами типа "банан" (2 мм)

Порядок выполнения

Часть A – Настройка АМ модулятора

Для исследования шума в АМ коммуникациях требуется для начала сгенерировать АМ сигнал.

1. Убедитесь, что питание NI ELVIS выключено, выключатель расположен на задней стенке устройства.

2. Осторожно вставьте модуль расширения Emona DATEx в сокет NI ELVIS.

3. Установите переключатель Control Mode (режим управления) на модуле DATEx (в верхнем правом углу) в положение PC CONTROL (Управление от компьютера).

Примечание: все эти действия могли быть выполнены ранее.

6. Включите питание NI ELVIS, затем включите питание макетной платы, выключатель расположен на передней панели устройства.

7. Включите компьютер и дайте ему загрузиться.

9. Запустите программу NI ELVIS по указанию преподавателя.

Примечание: Если программа NI ELVIS запустилась успешно, появится окно “ELVIS – Instrument Launcher” – окно запуска измерительных приборов.

10. Запустите программу (VI) Variable Power Supplies (Регулируемый источник питания).

11. Установите виртуальный элемент управления Voltage (Напряжение) регулируемого источника отрицательного напряжения питания в среднее положение (примерно -6V).

12. Запустите программу (VI) виртуального мультиметра DMM NI ELVIS.

13. Установите режим измерения DC мультиметра DMM (измерение напряжения постоянного тока).

14. Установите элементы управления g и G модуля Adder (Сумматор) против часовой стрелки до упора.

15. Соберите схему, показанную на рисунке 1.

Примечание: Вставьте черный штекер кабеля осциллографа в гнездо GND (заземление).

16. С помощью виртуального элемента управления g модуля Adder (Сумматор) установите напряжение на выходе сумматора равным 1V постоянного тока (DC).

17. Закройте окно DMM виртуального мультиметра – оно вам больше не понадобится (по крайней мере до тех пор, пока вы нечаянно не измените положение элемента управления g модуля Adder).

18. Запустите программу (VI) виртуального осциллографа NI ELVIS.

19. Настройте осциллограф в соответствии с инструкцией к эксперименту 1, но со следующими изменениями:

• элемент управления Trigger Source (Источник сигнала запуска) установите в положение Immediate (Непрерывно) вместо CH A

• элемент управления Channel A Coupling (связь канала А с источником сигнала) в положение DC (постоянный ток) вместо AC (переменный ток)

• элемент управления Channel A Scale (масштаб по каналу А) в положение 500mV/div вместо 1V/div

• элемент управления Timebase (масштаб по оси времени) осциллографа в положение 100µs/div (100 мс/деление).

20. Поверните виртуальный элемент управления G на программной панели модуля Adder по часовой стрелке так, чтобы пиковая амплитуда осциллограммы выходного синусоидального сигнала этого модуля была равна 1Vp-p.

21. Измените настройки осциллографа следующим образом:

• Trigger Type в положение Edge

• Trigger Source в положение CH A

• Trigger Level в положение 1V, вместо 0V

Собранной схеме соответствует блок-схема, изображенная на рисунке 2. В данной схеме генерируется несущая синусоида 100 кГц, которая модулируется (m=0.5 или 50%) сигналом сообщения – синусоидой 2 кГц.

22. Активируете канал В осциллографа, чтобы видеть сразу два сигнала: сигнал сообщения и АМ сигнал.

Часть В – Настройка канала шума и детектора огибающей

Следующая часть эксперимента предполагает создание детектора огибающей и подключение его к АМ модулятору через канал с ограниченной пропускной способностью. Шум не добавляется на этом этапе, но он легко может быть добавлен позже.

22. Измените схему, как показано на рисунке 3.

Схема, изображенная на рисунке 3, может быть представлена блок-схемой на рисунке 4. Adder (Сумматор) и Модуль Канала Связи (CHANNEL BPF (КАНАЛ ТИПА“ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР”) предназначен для моделирования беспроводного канала связи, например, спутниковой связи, радиовещания или телевидения.) используются для моделирования каналов с ограниченной пропускной способностью, которые также могут быть зашумлены. Диод и RC ФНЧ из модуля Утилиты реализуют детектор огибающей, в то время как дополнительный RC ФНЧ используется для фильтрации любых оставшихся частот.

23. Установите элемент управления осциллографа Coupling в положение AC.

24. Сравните сигнал сообщения с демодулированным сигналом.

Примечание: Два сигнала должны быть практически идентичными, исключая небольшой сдвиг по фазе.

25. Поверните элемент управления Gain (Коэффициент усиления) модуля Amplifier (Усилитель) против часовой стрелки до упора (в минимальное положение).

26. Не надевая наушников, подключите их к модулю Amplifier (Усилитель)

27. Оденьте наушники.

28. Установите элемент управления Gain (Усиление) модуля Amplifier (Усилитель) так, чтобы получить комфортный уровень громкости.

29. Внимательно слушайте сигнал, чтобы определить дополнительные сигналы кроме синусоиды 2 кГц.

Часть С – Влияние белого шума на детектор огибающей

Следующая часть эксперимента позволит вам увидеть и услышать влияние белого шума на выход детектора огибающей. Также вы оцените влияние шума для последующего сравнения с детектором произведения для АМ сигнала.

30. Измените схему, как показано на рисунке 5.

Схема, изображенная на рисунке 5, может быть представлена блок-схемой на рисунке 6. Модуль Генератора Шума генерирует белый шум трех уровней: -20 дБ, -6 дБ, 0 дБ. Как можно видеть, вы начнете с самого минимального уровня шума в -20 дБ.

31. Посмотрите и послушайте демодулированный сигнал и запишите эффекты влияющие на форму и звук сигнала.

32. Переключите шумовой вход с Генератора Шума в модуле Adder (Сумматор) с положения в -20 дБ в положение -6 дБ.

33. Запишите эффекты увеличения шума на форму и звук демодулированного сигнала.

34. Переключите шумовой вход с Генератора Шума в модуле Adder (Сумматор) с положения в -6 дБ в положение -0 дБ и повторите пункт 33.