Бақылау сұрақтары:

1. Сигналдардың түрлері.

2. Электр байланысының негізгі талаптары.

3. Біртұтас автоматтандырылған байланыс жүйесі дегеніміз не?

4. Біріншілік жіне екіншілік байланыс желілері.

5. Телефон және телеграф арналары.

6. Телефон арнасына қойылатын талаптар.

7. Қалааралық телефон арнасы.

8. Электрлі байланыс жүйесінің негізгі сипаттамалары.

9. Сигналдардың жазылу түрлері.

№6 Зертханалық жұмыс

Амплитудалық модуляция

Жұмыстың мақсаты: вольтамперлік сипаттаманың квадраттық учаскесі бар сызықтық емес элементті қолдану арқылы жиіліктің түрленуі процессін зерттеу.

Теориядан қысқаша мәлімет

Жұмысты атқару кезінде сигналдарды сызықтық емес түрлендіру атты ауыспалы блогы бар әмбебап стенд қолданылады. Зерттеліп отырған тізбек құйма тізбегінде орналасқан жазық транзистордағы таңдамалы жүктемесі бар (LC-контур) түрлендіргіш болып табылады. Жазық транзистордың бекітпесіне сигнал кернеуінің, гетеродиннің және тұрақты ығысу кернеуінің қосындылары беріледі. Жиілікті түрлендіру үшін жазық транзистордың құйма – бекітпелі сипаттамасының квадратты белгілерін қолданамыз. Берілген жұмыстағы кіру сигналының көзі болып, СИГНАЛДАР КӨЗІ атты стендтің сол жақ бөлігіндегі блокта орналасқан амплитудалы –модульданған (АМ) тербелістердің ішкі генераторы қызмет атқарады. Бұл генератордың тасымалдаушы жиілігі (180кГц) және модульдеу жиілігі (1кГц) анықталып, белгіленген; тасымалдаушы кернеуі шамамен 300 мВ, ал модульдеу тереңдігі - "m" тұтқа көмегімен кең шектерде өзгере алады. Ішкі генератордың шығысындағы АМ тербеліс кернеуі (“сигнал") зерттеліп жатқан тізбектің кіріс ұяларына берілуі тиіс. Гетеродиннің ролін ойнайтын Г3-111 типті құрылған генератор, 2 ұяға қосылады. Олардың тербеліс жиілігі алдыңғы f_Г- ға тең есептеулер нәтижелеріне байланысты алынады, кернеу 1В – тең. өлшеу аспаптары ретінде вольтметр және осциллограф қолданылады. Кіріс сигналы 1 ұяларында, гетеродин кернеуі – 2 ұяларында байқалады. Бекітпедегі процесстерді бақылау үшін, осциллограф 4 ұяларына қосылуы тиіс. 5 ұялары шығу сигналдарын өлшеу және бақылау қызметін атқарады Сигнал жиілігінің түрлену процессі оның жиіліктер осі бойынша спектрге ығысуына әкеледі. Әдетте, мұндай сигналдар модульденген тербелістер болып табылады, олардың пайдалы ақпараты – орама толқын немесе фазаның өзгеруіне байланысты болады. Бұл жағдайда, сигнал жиілігінің түрленуі қабылданатын сигналдың тасымалдаушы жиілігінің кейбір тұрақты жиіліктерге айналуына әкеледі.

Квадраттты ВАСты сызықтық емес тізбектің кірісіне берілетін:

(6.1)

Екі сигнал, - модульденген сигнал беріледі, онда орамамен қатар , фазасы, және .

(6.2)

Жергілікті генератордың (басқаша айтқанда, гетеродиннің) гармоникалық тербелісі да өзгере алады. Ығысу кернеуінің көлемі, жұмыс нүктесі квадраттты ВАС учаскесінің ортасынада болатындай, ал U_mг - гетеродин амплитудасы u₂(t) кернеуі бұл учаскені шегіне шықпайтындай етіп алынады.

ВАС теңдеуіндегі ақырғы мәнді аламыз.

=

Аса қызықтырмайтын бастапқы сигналдар гармонигінен басқа, ток спектрнде екінші реттегі комбинациялық құраушылар бар (ақырғы құрам):

Комбинациялық жиіліктердің біріне (әдетте бұл әртүрлі жиілік - аралық жиілік) бапталған жолақты сүзгіден кейін, кернеу түрлендіруішінің шығысында екінші құрамға (i_пч) сәйкес сигнал қалады. Әдетте, жолақты сүзгі ретінде тербелмелі контур қолданады, ол аралық жиілікке бапталады және сызықты емес элементтің жүктемесі ретінде қосымшаланады. Контур сапалылығы, өткізу жолағы u₁(t) модульденген сигналы қоланатын, жиілік жолағынан тар болмауы тиіс.

Сүзгі – контурдың шығысында мына мәнді аламыз :

_вых = _пч = (6.3)

Бұның _mг –ақырғы мәні уақытқа байланысты болмайды, сондықтан, орама және бастапқы фазаның уақыт өзгерісі жөніндегі заңдары өзгеріссіз қалды деп анықтауға болады. Содықтан, жиіліктің түрлену нәтижесінде модульденген тербелістер параметрлері өзгеріссіз қалады да, тасымалдаушы жиілік ₀ аралық жиілікке ауысады. әдетте, түрлендіргіштің кірісіндегі сигналдар амплитудалары, гетеродин амплитудаларына қарағанда, бірталай азырақ болып табылады. Сондықтан, аздаған сигналдар үшін жиіліктер түрлендіргіші тексызықтық құрылғы болып табылады, ал гетеродин кернеуі үшін – сызықты емес болып табылалды. Жиілікті түрлендіру процессі радиоқабылдағыш құралдарда, барлық қабылданған сигналдарды аралық жиіліктің маңындағы бір тараймақты ауқымда өңдеу үшін (сүзу және күшейту) қолданады. Аралық жиіліктердің саны радиотехниканың кез –келген саласында стандарттанған, мысалы радиохабар тарату сласында -К В, СВ и ДВ f_пр=465кГц, ауқымында, УКВ ауқымы үшін - f_пр=10,7МГц болып табылады.

6.1-сурет

Жиіліктің түрлену процессі - радиоқабылдауда “айналық бөгеуілдер” (немесе айналық арна бойынша бөгеуіл) деп аталатын өзіне тән бөгеуілдер туғызуы мүмкін. Бұл ₀ жиіліктегі сигналды қабылдап алу кезімен бір мезгілде, гетеродин сигналына қарағанда симметриялық орналасқан, қызметін _ЗП жиілігінде атқаратын, басқа радиостанса сигналдарын қабылданып жатуы мүмкін. Бұл жағдайда, жиілік түрлендіргіші шығысында, _Г - ₀ =_ПР и _ЗП - _Г =_ПР - әртүрлі комбинация жиілігіндегі екі сигналы пайда болады. Сөйтіп, бір мезгілде екі радиостанса сигналы қабылдаанады, бірақ олар бір тасымалдаушы жиілікте (_ПР) олғандықтан, оларды түрлендіргіштен кейінгі сүзгімен бөліп алу мүмкін емес. Сондықтан, айналық бөгеуілдерге қарсы шара ретінде, сжиілікті түрлендіргішке кірістің алдында, қабылданатын сигналдың тасымалданушысына бапталған, сүзгілерді қолданады (LC – кіріс тізбегінің контурлары).