Жұмысты орындаудың тәртібі

6.1 Өрістік транзистордың сток затворлық сипаттамасын пайдалана отырып, Е_СМ кернеу жылжытуды квадратикалық участка ортасына таңдаңыз. f_Г1 и f_Г2.гетородин жиілік мәнін есептеңіз.

6.2 Амплитуда-модулирленген сигналжиілігінің түрленуін бақылаңыз.

6.3 Түрлендір сипаттамасын алыңыз.

6.4 Зерттелуші тізбектің принципиальдық сұлбасы 6.1 суреттке сәйкес келуі тиіс.

6.5 Төмендегі формула бойынша дайындық есептеулер жүргізіледі:

f_ПР= f₀ , f_Г1 = f_Н - f_ПР , f_Г2= f_Н+ f_ПР, (6.1)

мұнда f_ПР – түрленген (аралық)жиілік; f₀ - контурдың резонанстық жиілігі (13-15кГц); f_Н=180кГц- сигналдың тасушы жиілігі; f_Г- гетеродин жиілігі.

Алынған шамалар төмендегі кестеге енгізіледі.

6.6 Транзистордың квадратикалық ВАХ участкасы ортасына жұмыстық нүкте жағдайы таңдалады.

6.6 Жиіліктің түрлену режимі бір генераторды баптау арқылы қамтамасыз етіледі.

6.1-кесте

fПР =… Кгц	fН=... Кгц; fГ=... Кгц; ЕСМ =... В Uг =1В
Un, В
UПР, В

Зертханалық жұмысты орындаудың есебі

6.1 Жиілік түрлендіргіштің принципиальдық сұлбасы.

6.2 Бастапқы және аппроксимирленген өрістік транзистордың сток затворлы сипаттамасының сәйкес нұсқасы. Экспериментальдық және бастапқы мәліметтер кестесі.

6.3 Осциллограммалардың, түрлендіргіштің амплитудалық сипаттамаларының графигі.

Бақылау сұрақтары:

1. Ақпарат дегеніміз не? Топтастырылуы, классификациялары.

2. Хабар дегеніміз не?

3. Сигнал дегеніміз не?

4. Сигналдардың негізгі сипаттамалары.

5. Квант дегеніміз не?

6. Байланыс жүйесі деп нені айтады?

7. Байланыс арнасы деп нені айтады?

8. Таратушы және қабылдаушы құрылғылар.

9. Байланыс жолдарымен ақпараттардың тарату тәсілі.

№7 Зертханалық жұмыс

АМ-тербелістерді детектрлеу

Жұмыстың мақсаты: диодты детектрдің жұмыс істеуі және сипаттамаларын зерттеу.

Теориядан қысқаша мәлімет

Модуляцияланған сигнал мен модуляциялаушы сигналдардың жиіліктік спектрлерінің байланыстылығын білудің маңызы үлкен. Модуляциялаушы сигнал бірдей болғанымен, модуляциялау түріне байланысты модуляцияланған сигналдың жиіліктік спектрі, оның алатын орны, кеңдігі және энергиясының бөлінуі әр түрлі болады. Сондықтан әр түрлі әдіспен модуляцияланған сигналдың жиіліктік спектрінің кендігі мен олардағы энергияның бөлінуін салыстырып қарау үшін, алдымен гармоникалылық тасушы сигналды модуляциялағандағы спектр құрылымын анықтайық.

Бірінші рет есепті оңайлату үшін модуляциялаушы сигналды да қарапайым синусойдалы сигнал деп алайық. Сонда синусойдалы тасушы сигнал:

(7.1)

Синусоидалы модуляциялаушы сигнал

(7.2)

Бойлық модуляциямен модуляцияланған сигнал

S_БМ(t)= (7.3)

Мұндағы: А_м-модуляциялаушы құрылғының сезімталдығын сипаттаушы коэффициент.

Егер

=U_maxx(t) (7.4)

Сонда модуляцияланған сигналдың құлаштығы

U(t)=U₀+A_mx(t)= (7.5)

Модуляцияланған сигналдың бойлығының модуляциялаушы сигналға U_c(t) байланыстылығы U=f(U_c) модуляциялаушы сипаттамасы деп аталады.

Негізінен хабарды алып жүруші жанама сигналдардың бойлық шамаларының биіктіктері модуляциялау тереңдігіне немесе модуляциялау коэффициентіне m_Б тікелей қатынасты болады. Модуляциялау коэффициенті модуляциялану тереңдігіне байланысты 0 ден 1-ге дейін, яғни 0 I болады.

Сигналдың амплитадасы бойынша модуляцияланған түрлері 7.1-суретінде көрсетілген.

Амплитудалық модуляция кезінде иілгіш U(t) мен S(t) модуляцияушы сигнал арасындағы байланыс:

U_m( t)=U_m [1+M_s (t)], (7.6)

U_m – тұрақты коэффициент, модуляция болмаған жағдайда тасушы тербеліс амплитудасына тең; M – амплитудалық модуляцияның коэффициенті (АМ тереңдігі).

7.1-сурет. Амплитуда модуляция сигналының түрленуі

Модуляцияның салыстырмалы жоғарғы коэффициенті:

М_ж=(U_max-U_m)/U_m.

Модуляцияның салыстырмалы төмен коэффициенті:

М_T=(U_m-U_min)/U_m.

Осы уақытта 100% - жоғарғы модуляция (М_ж=1) модуляцияланушы хабардың ең жоғарғы мәндеріндегі амплитуда тербелісін екі есеге жоғарылатады. Осы амплитуданың ары қарай өсуі таратқыштың шығыс каскадының шамадан тыс жүктелуінен қажетсіз тербелістерге әкеліп соғады. Төмен терең АМ де өте қауіпті болып табылады. Иілгіш пішіні модуляцияланушы сигналдың пішінін қайталай алмайды.

Ескере кететін жағдай: АМ кезінде таралу сигналдарының кең динамикалық ауқымын қамтамасыз ету мүмкін емес. Егер, амплитуда екі есе көбейсе, онда қуат төрт есеге жоғарылайда.

Салыстырмалы амплитудалық модуляция

АМ – сигналының спектрлік құрамы:

- тасымалдаушы жиілік; - жоғарғы шеткі жиілік; - төменгі шеткі жиілік.

Күрделі модуляцияланушы сигнал кезіндегі амплитудалық модуляция

Күрделі модуляцияланушы сигнал кезіндегі амплитудалық модуляцияның спектрлік диаграммалары 10.л-суретінде көрсетілген.

S(t)= - модуляцияланушы төменгі жиілікті сигнал (7.7)

(7.7) - ні (7.6) - ге қойып аламыз:

Модуляция коэффициенттерінің бөлшектік жиынтығын енгіземіз: және күрделі модуляцияланға (көпарналы) АМ сигналын аламыз:

Спектрлік жіктелуі:

7.2-сурет. Күрделі модуляцияланған АМ–сигналдарының

спектрлік диаграммалары

Күрделі модуляцияланған АМ - сигналының спектрінде тасымалдаушы тербелістен басқа, жоғарғы және төменгі жанама тербеліс топтары да бар.

Жоғарғы жанама тербелістер спектрі үлкендігінен жоғарғы жиіліктер аймағының шамасына жылжытылған, модуляцияланушы сигнал спектрінің масштабты көшірмесі болып табылады. Төменгі жанама тербелістер спектрі де, S(t) сигналының спектрлік диаграммасын қайталайды, бірақ салыстырмалы түрде тасымалдаушы жиіліктің айнадағы қарама-қарсы түрінде орналасады. Сонымен: АМ – сигналының спектрлік ені модуляциялануышы ТЖ сигнал спектрінің ең жоғары жиілігінің мәнінің екі еселенуіне тең.

Модуляцияланушы сигналды жоғарғы жиілікті модуляцияланушы тербелістен бөлектеп көрсету. Детектрлеу дегеніміз модуляцияғы кері процесс, сондықтан «детектрлеу» терминінің орнына көп жағдайда «демодуляция» термині қолданылады.

S_AM(t)=U_m[1+mU(t)] sin( t+ ) – АМ-тербелісі.

АМ тербелісі сызықты емес тізбектің шығысына берілуі тиіс, осы тізбектің шығысында модуляцияланушы сигналға U(t) пропорционал (U, I) болуы тиіс, сәйкесінше, осы сызықты емес тізбекте АМ тербелісі детектрленеді, бұндай тізбекті амплитудалық детектр немесе АМ сигналының демодуляторы деп атайды.

Сызықты емес тізбектердің өте кең тараған, АМ сигналын детектрлеу кезінде қолданылатын түрінің бірі, екіполюсті сызықты емес негізгі элемент ретінде қолданылатын жартылайөтізгішті диод (7.5-сурет).

7.5-сурет. Сызықты емес тізбек

Егер сызықты емес тізбектің кірісіне кернеу көзін қоссақ S_АМ(t), онда резистор R нәтижесінде, ток тек S_АМ(t) оң жартылайпериод кернеуі кезінде, сәйкесінше U_шығ(t) өтеді, бірақ нәтижесі дәл осындай пішінге ие болады (7.6-сурет).

7.6-сурет. R резисторындағы i(t) тогының пішіні

Модуляция жоқ кезде, m = 0 кезіндегі амплитудалық импульстер орны бар, R резисторінде токтар бірдей және U_m амплитудасына пропорционал кіріс кернеуде бастысы I_Rm=U_m/R. Уақыт интервалында токтың орташа мәні ВЧ тербеліс периодының ұзақтығымен сәйкес.

I₀=2 , I_R0=

I_R0(t) құрауышты бөліп көрсету үшін, әдетте, төменжиілікті RC сүзгіші пайдаланылады (7.7-сурет).

7.7-сурет. Төменжиілікті RC сүзгішін пайдаланған RC тізбегінің сұлбасы

Бұндай RC тізбегін детектор ауырлығы деп атайды.

U_вых(t) кейбір белгілі мәнде болсын U_вх(t)<U_вых(t) диоды Ug(t)=U_вх(t)-U_вых(t) кернеуімен жабық болған кезге дейін, U_вх(t) сигнал көзі U_вых(t) кернеуі бар RC – тізбегінен және С конденсаторынан ажыратылғаны белгілі. Ол R резистор арқылы сөнеді, U_вых(t) кернеуі бұл кезде азаяды, t₁ уақыт моментінде АВ кескіні U_вх(t)> U_вых(t) теңсіздігіне теріс болып қалады. Осы кезде VD диоды ашылады және i_g(t) тогы пайда болады.

С конденсатор арқылы өтіп, ток конденсаторда U_вых(t) кернеуінің зарядын қайта үлкейтеді (BC кескіні) (7.8-сурет).

7.8-сурет. RC тізбегінің сұлбасының нәтижесінде пайда болған кескін

Уақытқа тұрақты зарядында, сонымен бірге (R үлкен кедергісі кезінде) R_i ішкі кедергісімен, кіріс сигналдың көзі R_g түзу кедергісімен, VD диоды және С конденсаторының сыйымдылығымен анықталады. t₂ ден t₃ -ке дейінгі уақыт интервалында U_вх(t)<U_вых(t) теңсіздігі қайта орындалады, сондықтан С конденсаторы R (СД аралығы) резисторының кедергісі арқылы қайта сөнеді. _р= RС уақыт разрядында тұрақты тек R кедергісімен және С конденсатор сыйымдылық мәнімен анықталады. Бұл процесс кейінірек толық қайталанады, U_вых(t) кернеуі уақыт бойынша аз өзгереді және оның мәні U_0вых жақын болады.