Эксперимент
Для этого эксперимента вы будете использовать Emona DATEX для генерации DSBSC сигнала, потом добавите к этому сигналу несущую. Т.к. DSBSC сигнал не превратится автоматически в АМ сигнал, вам понадобиться необходимая фазовая регулировка (в том числе kiss тест). После этого вы будете использовать детектор произведения для извлечения сигнала сообщения из АМ сигнала, продемонстрировав отсутствие ограничений для демодуляции DSBSC SSBSC сигналов. После вы продемонстрируете возможность извлечения сообщения из перемодулированного АМ сигнала.
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 – Генерация DSBSC сигнала
Для эксперимента с генерацией АМ сигнала по второму методу, потребуется DSBSC сигнал. В этой части эксперимента требуется получить его.
Подключите NI ELVIS с модулем расширения Emona DATEx.
Получите DSBSC сигнал
Часть В – Добавление несущей к DSBSC сигналу
В следующей части эксперимента требуется добавить несущую к DSBSC сигналу, используя модуль Сумматор. Следует заметить, что сигнал на выходе Сумматора не будет АМ сигналом по следующим причинам.
Заметьте, что выход 100кГц COS из Модуля Опорных Сигналов используется для добавления несущей к DSBSC сигналу. Также следует заметить, что выход 100кГц COS из Модуля Опорных Сигналов подсоединен ко входу В Сумматора через Модуль Фазовращателя. Именно по этой причине на выходе будет не АМ сигнал.
Вспомните, что фаза несущей, добавляемой к DSBSC сигналу, должна точно соответствовать фазе несущей, используемой для генерации DSBSC сигнала. Если две несущие имеют один источник, то в этом случае это условие выполняется автоматически. В нашем случае, одна из несущих поступает непосредственно в сумматор, а другая косвенно – через Модуль Умножителя. Кроме того, сам Модуль Сумматора вносит небольшой (но стабильный) фазовый сдвиг. В следствие этих факторов, нет гарантии, что обе несущие находятся в требуемой фазе. Поэтому, потенциальные фазовые ошибки моделируются с помощью Мастера Опорных Сигналов выход 100кГц COS, вместо 100кГц SIN, используемогог для генерации DSBSC сигнала.
Добавьте несущую к DSBSC сигналу
Вопрос 1
Найдите частоты сигналов, участвующих в реализации схемы, каковы частоты синусоид на выходе модуля Сумматор?
Проанализируйте спектр полученного сигнала (Frequency Span (Диапазон частот) – 150,000, масштаб - линейный)
Вопрос 2
Схеме какого аналогового модулятора идентичен спектральный состав с выхода модуля Сумматора (без учета величины синусоид)?
Вопрос 3
Почему выходные данные модуля Сумматор не похожи на АМ модуляцию при рассмотрении их во временной области (зависимость напряжения от времени)?
Часть С – Настройка получения АМ сигнала
Для этой части эксперимента нужно выровнять несущие по фазе. Для этого используется очень распространенный метод.
Когда модулирующий сигнал является простой синусоидой, то результат модуляции и спектральный состав выглядят следующим образом:
Как же частотные компоненты правого рисунка сочетаются с формой сигнал слева? Для ответа на этот вопрос, построим векторную диаграмму АМ сигнала
Вспомним, что все векторы должны вращаться против часовой стрелки. Но, если положение вектора несущей зафиксированно, наблюдеатся интересная картина в боковых полосах. Вектор верхней боковой полосы по-прежнему вращается против часовой стрелки вокруг конца вектора несущей, т.к. имеет большую частоту. В тоже время, вектор нижней боковой полосы, вращается по часовой стрелке, т.к. его частота ниже.
Все мгновенные значения напряжения АМ сигнала есть векторная сумма векторов напряжений трех состовляющих.
Теперь, когда индекс модуляции АМ сигнала равен 1 (100%), его боковые полосы имеют суммарную амплитуду равную амплитуде несущей. Так получается АМ сигнал как на рисунке ниже, где противоположные огибающие вместе похожи на поцелуй (“kiss”).
Важно, если к DSBSC сигналу несущая добавляется после его генерации (как в эксперименте), то «kiss» огибающие возможны только при двух условиях. Во-первых, амплитуда несущей должна быть равна сумме амплитуд огибающих (как сказано выше). Во-вторых, прежде всего несущие должны быть синхронны по фазе.
Это дает нам метод выравнивания по фазе двух несущих – в итоге огибающие должны образовать «kiss» (пройти kiss тест).
Проведите «тест kiss» (огибающие должны совпасть с рисунком выше)