Практическая работа № 3 Исследование амплитудно-модулированных сигналов
Цель работы: Исследовать амплитудно-модулированные (АМ) сигналы: аналитическое, временное и спектральное описание сигнала с использованием математической модели.
Задание № 1. Провести теоретическое исследование АМ сигналов.
1. Записать аналитическое выражение для однотонального АМ – сигнала.
2. В масштабе построить осциллограмму АМ – сигнала.
3. Рассчитать по формулам (1 – 4) и построить амплитудный спектр.
Амплитуда несущего Aн и управляющего колебаний Ау равны (Aн = Ау = 1 B). Частота несущего колебания F = 20N кГц. Частота модулирующего сигнала F = 4N кГц. N – номер варианта определяется по двум последним цифрам в номере зачетной книжки.
Пример выполнения задания 1.
Выражение для амплитудно-модулированного сигнала:
SAM(t)=Umнес(t)Sin(ωнесt)(1+M Sin(Ωупрt)).
SAM(t)= Sin(2π*20*N*103t)(1+Sin(2π*4N*103t)).
|
Рис. 20. Осциллограмма АМ – сигнала |
SAM(t)=UmнSin(ωнt)+Umу Sin(Ωуt)Sin(ωнt);
SAM(t)=UmнSin(ωнt)+(Umу/2) Sin(ωн+Ωу)t+(Umу/2) Sin(ωн –Ωу)t.
|
Рис. 21. Спектр АМ – сигнала |
Задание № 2. Исследование влияние параметров АМ – сигнала на осциллограмму и спектр.
Исследовать АМ – сигнал (аналогично заданию 1) при изменении:
1. коэффициента модуляции (задать М<1, М >1);
2. частоты несущего сигнала (задать F = 15N кГц, F = 30N кГц);
3. частоты управляющего сигнала (задать F = 2N кГц, F = 5N кГц);
4. амплитуды несущего сигнала (задать Aн < 1В, Ан > 1В);
5. амплитуды управляющего сигнала (задать Aу < 1В, Ау > 1В).
Остальные параметры сигнала взять из задания 1.
6. Провести анализ результатов и письменно сделать выводы о влиянии указанных параметров на осциллограмму и спектр АМ – сигнала.
Контрольные вопросы.
1. Дать определение амплитудной модуляции, однотональной модуляции.
2. Указать влияние изменения частоты и амплитуды несущего и управляющего колебаний на спектр АМ – сигнала.
3. Дать определение коэффициента модуляции. Указать его влияние на осциллограмму и спектр АМ – сигнала.
Лабораторная работа № 2 Исследование амплитудно-модулированных сигналов в программном пакете Multisim
Цель работы: Исследовать временное и спектральное представление АМ – сигнала в программном пакете Multisim.
Задание № 1. Провести компьютерное моделирование АМ – сигналов.
1. Собрать схему (рис. 22): к резистивной нагрузке подключить источник АМ – сигнала.
2. Амплитуду несущего колебания (несущей) – (Carrier Amplitude) установить раной 1 В (рис. 23), частоту несущей (Carrier frequency) этого колебания выбрать равной F = 20N кГц. Частоту модуляции (Modulation frequency) установить равной F/5, а коэффициент АМ (Modulation index) = 1. N – номер варианта определяется по двум последним цифрам в номере зачетной книжки.
3. Форму осциллограммы и спектра сигнала проконтролировать с помощью осциллографа и анализатора спектра соответственно. Зарисовать (распечатать) осциллограмму и спектр АМ – сигнала с указанием масштабов по осям.
|
Рис. 22. Схема исследования амплитудно-модулированных колебаний |
Задание № 2. Исследование влияние параметров АМ – сигнала на осциллограмму и спектр.
1. Выполнить задание № 1 при изменении (уменьшении и увеличении): коэффициента модуляции, частоты модулирующего сигнала, частоты несущего колебания, амплитуды модулирующего сигнала, амплитуды несущего колебания. Зарисовать полученные осциллограммы и спектры.
2. Сделать выводы о влиянии указанных параметров на осциллограмму и спектр АМ – сигнала.
|
Рис. 23. Окно выбора параметров источника АМ – колебаний |
Задание № 3. Сравнительный анализ результатов теоретического расчета в практической работе № 3 и компьютерного моделирования амплитудно-модулированных сигналов.
1. Провести сравнительный анализ теоретических расчетов и результатов моделирования с помощью программного пакета Multisim.
2. На основании анализа письменно сформулировать выводы.
Контрольные вопросы.
1. Изложить методику исследования АМ – сигнала с использованием ММ.