Контрольные вопросы:

1. Как записывают математическое выражение для коэффициента гармоник?

2. Поясните алгоритм практического определения коэффициента гармоник.

3. Поясните схему аналого-цифрового измерителя нелинейных искажений.

Тема 5.4 Изменение параметров модулированных сигналов

Амплитудно-модулированный (AM) сигнал аналитически может быть записан в виде:

u (t) = U_m (1 - m sin Ωt) sin ωt, (5.20)

где u (t) - мгновенное значение напряжения; U_m - амплитуда немодулированного напряжения; m - коэффициент амплитудной модуляции; ω - угловая частота немодулированной несущей; Ω - угловая частота модулирующего колебания.

Коэффициент амплитудной модуляции определяется выражением:

m = ΔU/U, (5.21)

где U - среднее значение напряжения; ΔU - максимальное отклонение напряжения от среднего.

По осциллограмме АМ-сигнала (рис. 5.9) коэффициент m можно определить как:

, (5.22)

Получение осциллограммы на экране осциллографа может оказаться трудным из-за необходимости синхронизации развертки с частотой модулирующего сигнала.

Рисунок 5.9 Амплитудно-модулированный сигнал

Метод «трапеции» позволяет обойти это затруднение. В этом случае развертку осуществляют модулирующим синусоидальным сигналом от генератора G1 (рис. 5.10,а). Коэффициент амплитудной модуляции (в процентах) определяется аналогично:

, (5.23)

В зависимости от разности фаз между напряжением развертки и модулированным напряжением на экране могут наблюдаться изображения, вид которых показан на рис. 5.10,б. При любом соотношении фаз величины А и В остаются неизменными.

В большинстве случаев измерения коэффициента амплитудной модуляции производятся методом двойного детектирования (рис. 5.11). Модулированное колебание подводится к линейному детектору VD1, нагруженному на цепь, состоящую из резистора R1 и конденсатора С1.

Рисунок 5.10 Метод трапеции

При постоянной времени R1C1, выбранной в пределах Т_В < R1C1 < Т_Н где Т_Н - период модулирующего сигнала, а Т_В - период ВЧ-колебания, напряжения на нагрузке будет изменяться в соответствии с изменением амплитуды ВЧ-сигнала. Показания магнитоэлектрического прибора PV1 пропорциональны постоянной составляющей U_o (рис. 11.30). Этим прибором можно также проверить, остается ли неизменной амплитуда несущей при модуляции и без модуляции. Переменная составляющая напряжения, выделяемая на резисторе R₁ подается на амплитудный детектор с закрытым входом (С2, VD2). Показания магнитоэлектрического прибора PV2, пропорциональны величине ΔU.

Рисунок 5.11 Метод двойного детектирования

m = ΔU/U₀, (5.24)

Градуировка прибора PV2 непосредственно в значении m возможна при условии, что U_o = const. Устранить это неудобство можно, если в качестве индикатора использовать логометр (катушки его включают вместо резисторов R1 и R2). Он будет измерять непосредственно отношение токов, создаваемых напряжениями U_o и ΔU, и, следовательно, коэффициент амплитудной модуляции.

Метод двойного детектирования может использоваться при любой форме кривой модулирующего колебания, так как в этом методе определение коэффициента амплитудной модуляции сводится в конечном счете к изменению напряжения, то его погрешности обусловливаются, прежде всего, погрешностями вольтметров и составляют 3...7 % (прибор типа С2 - 11 и др).