Задача № 2.12.

Электронный вольтметр подгруппы ВЗ имеет амплитудный преобразователь, открытый вход, шкала его калибрована в среднеквадратическом значении напряжения гармонического сигнала.

При подаче на него сигнала с , он показал по шкале В. Чему равно истинное среднеквадратическое значение напряжения сигнала?

• Рассчет истинного среднеквадратического значения напряжения сигнала.

Т.к. шкала этого вольтметра градуирована не в амплитудных, а в среднеквадратических значениях гармонического сигнала, то действительное значение амплитуды входного напряжения равно В. Тогда истинное среднеквадратическое значение напряжения сигнала равно:

В.

Задача № 3.2.

Универсальный осциллограф подгруппы С1 имеет коэффициент отклонения мВ/См, коэффициент развертки мкс/см, частоту развертки кГц, время развертки мкс.

Нарисуйте наблюдаемое изображение сигнала в виде квазипрямоугольного импульса с параметрами: мВ, частотой следования кГц, длительностью импульса мкс, длительностью фронтов мкс (влиянием частотной полосы осциллографа можно пренебречь).

• Рассчет геометрических размеров изображения импульса на экране осциллографа.

Высота: см.

Длина: см.

Нарастание и спад фронта: см.

кГц, . Следовательно, на экране осциллографа будет наблюдаться только один импульс. Он изображен на рис.2.

см;

см;

см.

Рисунок 2 – Осциллограмма сигнала в виде квазипрямоугольного импульса.

Задача № 3.13.

Требуется с помощью анализатора спектра (АС) наблюдать спектр частотно-модулированного сигнала , где ГГц, МГц, МГц. Требуется наблюдать по две гармоники в обе стороны от .

Нарисовать структурную схему гетеродинного АС с одним преобразованием частоты, кратко пояснить принцип работы.

Рассчитать необходимые характеристики АС: минимально допустимую частоту усилителя промежуточной частоты (УПЧ) – , минимальную девиацию частоты гетеродина , центральную частоту гетеродина , требование к частотной полосе УПЧ.

Рисунок 3 – Структурная схема АС последовательного типа.

• Принцип работы.

Входной сигнал подается на смеситель через входное устройство. На второй вход смесителя подается сигнал от генератора качающейся (перестраиваемой) частоты (ГКЧ). В результате воздействия на смеситель исследуемого сигнала и напряжения ГКЧ составляющие спектра преобразуются в диапазон промежуточных частот . Форма спектра сигнала при этом сохраняется. С линейным изменением частоты ГКЧ частоты составляющих преобразованного спектра также линейно изменяются во времени и последовательно попадают в полосу пропускания усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Напряжение на выходе УПЧ имеет вид радиоимпульсов, амплитуды которых при постоянном напряжении ГКЧ пропорциональны амплитудам составляющих исследуемого спектра. С выхода УПЧ радиоимпульсы попадают на квадратичный детектор, в результате чего на его выходе образуются видеоимпульсы, поступающие через выходной усилитель на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). На горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ подается пилообразное напряжение генератора развертки, в результате чего на экране появляются видеоимпульсы, изображающие спектр исследуемого сигнала. Этот сигнал отображается на экране осциллографа в течение одного периода развертки , где – время анализа.

• Рассчет характеристик АС.

Спектр заданного колебания имеет вид, представленный на рис.4.

Рисунок 4 – Спектр заданного сигнала.

Минимально допустимая частота УПЧ равна максимальной частоте составляющих спектра: Гц.

Частота ГКЧ меняется от до в такт с изменением напряжения генератора развертки. Найдем эти значения:

Гц;

Гц.

Здесь я обозначил и – соответственно минимальная и максимальная частоты гармоник спектра.

Тогда минимальная девиация частоты гетеродина равна:

Гц.

Центральная частота гетеродина при этом равна:

Гц.

Требование к частотной полосе УПЧ следующее:

Разность частот соседних составляющих спектра много больше полосы пропускания УПЧ, т.е. Гц.