Экспериментальная часть
1. Описание экспериментальной установки «Теория электрической связи»
Лабораторная установка формирует одно рабочее место для двух студентов и обеспечивает проведение серии экспериментов по изучению основных процессов электрической связи. Лабораторная установка состоит из базовых модулей и семи сменных блоков, позволяющих изучить принципы формирования электрических сигналов различной формы, их преобразования для обеспечения передачи и приема, а также количественной оценки основных характеристик устройств связи.
Базовый модуль состоит из следующих узлов:
1. «Блок питания» с дополнительными функциями внутреннего самоконтроля контроля, возможностью ручной подачи напряжения и защитой от короткого замыкания;
2. Многофункциональный цифровой осциллограф с возможностью отображения формы и спектрального состава электрических сигналов;
Рис. 1. Экспериментальная установка с использованием лабораторной установки
«Теория электрической связи»
3. Источники сигналов:
«Генератор ВЧ», включающий в себя генератор гармонических высокочастотных колебаний фиксированной частоты 110 кГц с возможностью регулирования уровня сигнала;
«Генератор НЧ», включающий в себя диапазонный генератор низкочастотного сигнала, генерирующий сигналы гармонический формы с возможностью изменения уровня сигнала, микропроцессорный частотомер для отображения частоты генерируемого сигнала,
Тестовые гармонические сигналы частотой 23 кГц, 69 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц, 16 кГц, 27 кГц с возможностью регулирования уровня сигнала;
Блок синхронизации;
Генератор шума;
Универсальный измерительный прибор (мультиметр);
Блок аналого-цифрового преобразования;
Блок цифро-аналогового преобразования.
Установка «Теория электрической связи» комплектуется сменными блоками:
«Преобразование сигналов в линейных цепях»;
«Преобразование сигналов в нелинейных цепях»;
«Исследование LC и RC автогенераторов»;
«Исследование усилителя промежуточной частоты»;
«Исследование линейных и нелинейных звеньев»;
«Частотный модем»;
«Модулятор-демодулятор».
2. Проведение эксперимента на установке «Теория электрической связи»
2.1. Установите сменный блок «Модулятор-демодулятор» в базовый модуль и закрепите его фиксаторами.
2.2. С помощью комплекта проводов соедините пары клейм «+» и «−» панели подключение внешнего питания сменного блока с соответствующими клеймами на панели блока питания базового модуля. При этом обратите внимание на соблюдение полярности подаваемого питания.
С помощью коаксиального кабеля соедините разъем «110 кГц» ВЧ- генератора базового модуля с входным разъемом канала А первого двухлучевого осциллографа.
2.4. С помощью коаксиального кабеля соедините разъем «1 кГц» тестовых гармонических сигналов базового модуля с входным разъемом канала А второго двухлучевого осциллографа.
2.5. С помощью коаксиальных кабелей соедините разъем «Выход К2» НЧ-генератора базового модуля с входным разъемом канала В первого двухлучевого осциллографа и с разъемом «Вход 2» сменного блока.
2.6. С помощью коаксиального кабеля соедините разъем «Выход» сменного блока с входным разъемом канала В второго двухлучевого осциллографа.
2.7. Включите питание первого и второго осциллографов. Включите питание лабораторной установки, при этом должны загорятся светодиоды «Контроль блока питания». Включите питание сменного блока. Настройте с помощью регулировок уровня и длительности на экране первого осциллографа устойчивые изображения высокочастотного (ВЧ) амплитудно модулированного (АМ) синусоидального сигнала (канал А1) и низкочастотного (НЧ) синусоидального сигнала (канал А2).
2.8. Установите регуляторы уровня и частоты сигнала НЧ-генератора в среднее положение, а регулятор глубины ЧМ в крайнее правое положение. Настройте с помощью регулировок уровня и длительности на экране первого осциллографа устойчивые изображения высокочастотного частотно модулированного ЧМ сигнала частотой около 20 кГц (канал В1) и низкочастотного сигнала частотой около 1 кГц (канал В2).
2.9. Измерьте по разметке, нанесенной на экраны осциллографов, значения амплитуд и периодов этих сигналов. При этом необходимо учитывать значения масштабов измерения, указанных на регулировках уровня и длительности. Вычислите частоты НЧ и ВЧ сигналов по формуле
F=1/T,
где F – частота электрического сигнала, Т - период электрического сигнала. Сделайте в лабораторной тетради рисунки осциллограмм полученных сигналов по рекомендуемой форме (рис. 4).
2.10. С помощью Кабеля с USB-разъемами подключите компьютер к выходу цифрового осциллографа лабораторной установки. Подключите компьютер С помощью коаксиального кабеля соедините разъем «110 кГц» ВЧ- генератора базового модуля с разъемом «Вход 1» цифрового осциллографа.
2.11. С помощью коаксиального кабеля соедините разъем «110 кГц» ВЧ- генератора базового модуля с разъемом «Вход 1» цифрового осциллографа.
С помощью коаксиального кабелей соедините разъем «Выход К2» НЧ-генератора базового модуля с разъемом «Вход 2» цифрового осциллографа.
Запустите на компьютере программу для цифрового осциллографа. Настройте на экране монитора компьютера устойчивое изображение амплитудно модулированного (АМ) синусоидального сигнала и его спектра. Зарисуйте изображения в лабораторной тетради.
Установите регуляторы уровня и частоты сигнала НЧ-генератора в среднее положение, а регулятор глубины ЧМ в крайнее правое положение. Настройте экране монитора компьютера устойчивое изображение частотно модулированного ЧМ сигнала частотой около 20 кГц. Зарисуйте изображения в лабораторной тетради.
Сделайте выводы по проделанной работе.