Часть 2. Широтно-импульсная модуляция сигнала, представленного постоянным напряжением

1. Измените схему, как показано на рисунке 6.6.

Рисунок 6.6.

Эту схему можно представить блок-схемой на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7.

2. Активируйте второй канал осциллографа.

3. Запустите NI ELVIS II Variable Power Supplies VI. Регулируя уровень положительного напряжения (positive Voltage) в пределах значений, записанных в таблице 1, понаблюдайте как входное постоянное напряжение меняет свои значения в пределах пиков пилообразного колебания.

4. Установите постоянное напряжение так, чтобы оно было незначительно больше напряжения нижнего пика пилообразного напряжения.

5. Измените схему, как показано на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8.

Новое соединение осциллографов может быть представлено блок-схемой на рисунке 6.9.

Рисунок 6.9

6. Повторите действия из пункта 3 и понаблюдайте, как это влияет на сигнал на выходе ШИМ модулятора. Какова зависимость между уровнем напряжения аналогового сигнала на входе и скважностью импульсов на выходе?

7. Установите входное напряжение сначала больше верхнего пика пилообразного сигнала, а затем меньше нижнего. Что вы видите на выходе модулятора? Почему нельзя превышать значения пиков пилообразного напряжения?

Часть 3. Использование аналогового сообщения в качестве входного сигнала

1. Установите регуляторы G и g модуля Adder в крайнее левое положение. Измените схему, как показано на рисунке 6.10.

Рисунок 6.10.

Внесенные изменения могут быть представлены блок-схемой на рисунке 6.11. В качестве информационного сигнала используется синусоида с частотой 2кГц, которая подается на вход модулятора через модуль сумматора, где складывается с постоянным напряжением, чтобы попасть в рамки пиков пилообразного напряжения.

Рисунок 6.11.

2. Установите напряжение на отрицательном выходе Variable Power Supplies равным -3В.

3. Отсоедините провод, идущий ко входу А сумматора. Это полностью уберет с выхода сумматора синусоидальное колебание и даст настроить необходимый уровень постоянного напряжения.

Регулируя ручку g добейтесь, чтобы постоянное напряжение было ровно посередине между пиками пилообразного.

4. Присоедините обратно провод ко входу А сумматора. Установите амплитуду синусоиды равной амплитуде пилообразного сигнала, регулируя ручку G. Запомните положение регулятора, оно пригодится позже.

5. Измените схему, как показано на рисунке 6.12.

Рисунок 6.12.

Блок-схема на рисунке 6.13.

Рисунок 6.13

6. Рассмотрите сигнал на выходе ШИМ модулятора. Обратите внимание на скважность импульсов в соотношении с величиной напряжения модулируемого сигнала. Относительно сообщения, когда скважность импульсов имеет наибольшее значение, а когда наименьшее?

7. Меняя положение регулятора G модуля Adder, понаблюдайте как это влияет на выходной сигнал. Будьте внимательны, чтобы не превысить значение, достигнутое в пункте 4.

Почему скважность выходного сигнала, при уменьшении амплитуды входного, перестает сильно различаться?

8. Установите регулятор G чуть левее, чем в пункте 4. Остановите работу осциллографа и запустите Dynamic Signal Analyzer VI. Настройте его:

Input Settings:

• Source Channel Scope CH1; Voltage Range ±10V

FFT Settings:

• Frequency Span 20000; Resolution 400; Window 7 Term B-Harris

Averaging:

• Mode RMS; Weighting Exponential; # of averages 3

Trigger Settings:

• Type Immediate

Frequency Display:

• Units dB; Mode RMS; Scale Auto.

9. Определите спектральные составляющие, являющиеся копией исходного сообщения. Регулируя переключатель G, понаблюдайте за изменением спектра копии сообщения. Не превышайте границы из пункта 4.

Почему изменение размера сообщения влияет на изменение размера спектра копии в ШИМ сигнале.