8.8. Контрольные вопросы и задания

1. Что такое глубина амплитудной модуляции?

2. Назовите методы измерения коэффициента амплитудной модуляции.

3. В чем сущность метода детектирования?

4. Как измеряют глубину амплитудной модуляции осциллографическим методом?

5. Объясните метод “трапеции”.

6. Как зависит М от напряжения НЧ сигнала и его частоты?

7. Какой из способов измерения осциллографического метода, по вашему мнению, наиболее предпочтителен?

Лабораторная работа 9 Исследования зависимости девиации частоты от параметров модулирующего сигнала

Цель работы:

1. Изучение метода исчезающей несущей для определения девиации частоты

2. Исследование зависимости девиации частоты от параметров модулирующего сигнала.

Приборы и оборудование: селективный микровольтметр DMS-4, цифровой осциллограф SEFRAM 5164DC, генератор сигналов низкочастотный Г3-102, цифровой генератор сигналов Rigol DG1022.

9.1. Основные понятия

Сигнал, модулированный по частоте синусоидальным напряжением, записывается в таком виде:

,

где U – амплитуда напряжения несущей, ω₀ = 2π f₀, Ω = 2π F; , f₀ – несущая частота, F – частота модулирующего напряжения; m_f - индекс частотной модуляции, который определяется выражением:

,

где Δf – отклонение высокой частоты при модуляции, или девиации частоты.

Мгновенное значение частоты частотно-модулированного сигнала

.

9.2. Измерение параметров чм-модулированного сигнала

В практике эксплуатации устройств с ЧМ в рабочих условиях измеряется девиации частоты Δf. Индекс модуляции m_f измеряется при контрольно-проверочных работах. Для измерения девиации существует несколько методов. Наибольший интерес представляет метод исчезающей несущей.

Метод частотного детектора

Сущность метода состоит в том, что частотно-модулированный сигнал преобразуется в амплитудно-модулированный и детектируется. В результате получается напряжение, пропорциональное напряжению модулирующей частоты. При линейной зависимости Δf от амплитуды модулирующего напряжения шкалу амплитудного вольтметра можно градуировать в единицах девиации частоты (кГц). Приборы, предназначенные для измерения девиации частоты, называются девиометрами.

Структурная схема девиометра подобна схеме модулометра, отличие заключается в том, что после усилителя промежуточной частоты имеется амплитудный ограничитель, а вместо амплитудного детектора используется частотный. Часто модулометры и девиометры выпускаются в виде комбинированных приборов для измерения АМ и ЧМ сигналов. Погрешность составляет 3…5 %.

Метод исчезающей несущей

Выражения для ЧМ-сигнала можно представить в спектральной форме:

, (9.1)

г де J₀ (m_f) – функция Бесселя первого рода нулевого порядка аргумента, равного индексу частотной модуляции m_f ; J_n(m_f) – то же n-го порядка; 2n – число боковых полос в ЧМ-сигнале.

Первое слагаемое в правой части формулы (9.1) представляет собой напряжение несущей частоты, амплитуда его изменяется по закону изменения функции Бесселя, кривая которой (рис. 9.1) проходит через нулевое значение.

Значение корней функции Бесселя приведены в табл. 9.1. При равенстве индекса модуляции m_f значениям корней Бесселевой функции напряжения несущей в спектре ЧМ-сигнала обращается в нуль, исчезает из спектра.