Порядок выполнения работы.
Для того, что бы осуществить угловую модуляцию сигнала (фазовую или частотную) необходимо включить генератор RIGOL DG1022A и провести его настройку, а именно:
Подключите генератор к осциллографу.
Проверьте настройки TRIGGER осциллографа. (Сигнал синхронизации – channel 1).
Настройте несущее колебание( Рекомендуемые параметры - частоту 4 кГц, амплитуду 3 вольта, форму синусоидальная).
Нажать клавишу MOD справа от экрана.
Выбрать требуемый тип модуляции.(AM – амплитудная, FM – частотная, PM – фазовая модуляция, FMm – частотная манипуляция).
Настроить модулирующий сигнал:
Type – выбор режима модуляции;
Scrlnt – источник модуляции ( External- внешний, Internal- внутренний);
Depth –глубина модуляции (120..0 %);
AM/FM/PM freq – частота модулирующего сигнала;
Shape – форма модулирующего сигнала.
Внимание! Модуляции может подвергаться только первый канал генератора. Поэтому будьте внимательны при выборе канала. Так же используйте канал Х осциллографа.
Выбрать режим частотный режим модуляции (Type/FM).
Настроить частоту модулирующего сигнала (FM freq = 100Hz).
Настроить глубину модуляции (Depth = 100%).
Выбрать форму модулирующего сигнала (Поочередно sin, triangle, square).
Зарисовать форму модулирующего сигнала.
С помощью осциллографа получить спектр сигнала при каждом типе модуляции (Нажать кнопку MATH).
Зарисовать спектр модулированного сигнала.
Проделать пункты (7-13) для фазовой модуляции (PM).
Контрольные вопросы
Дать определение угловой модуляции. Записать выражение ФМ- и ЧМ-сигнала.
Что называют индексом угловой модуляции? Как он определяется при ФМ и ЧМ?
Как зависит индекс модуляции и девиация частоты от модулирующей частоты при ЧМ и ФМ?
Что такое мгновенная частота? Чему равна мгновенная частота при ЧМ- и ФМ-колебаниях?
Как влияет индекс модуляции m ЧМ- и ФМ-колебаний на спектр модулированного сигнала?
Как влияет индекс модуляции m ЧМ- и АМ-колебаниями при малом индексе модуляции (
)?Изобразить векторную диаграмму ЧМ-колебания.
Какой физический смысл имеют понятия «девиация частоты»
и «индекс угловой модуляции» m?Записать выражения для колебания с ФМ- и ЧМ-модуляциями.
Какими соотношениями связаны полная фаза и мгновенная частота колебания?
Чему равна средняя мощность колебания с угловой модуляцией?
Какие преимущества и недостатки имеют сигналы с угловой модуляцией?
Работа №4. Исследование частотных характеристик линейной системы.
Цель работы заключается в том, чтобы ознакомиться с методикой определения амплитудно-фазовых характеристик линейной системы.
Одной из характеристик линейной системы является ее комплексный коэффициент передачи:
,
где
-
амплитудно-частотная характеристика,
-
фазочастотная характеристика.
АЧХ и ФЧХ устанавливают зависимость отношения амплитуд выходного и входного гармонических сигналов, а так же фазового сдвига между ними от частоты входного сигнала.
В то же время
характеризует и отношение комплексных
спектров реакций системы и воздействия,
если последнее имеет непериодический
характер. Иначе говоря, с помощью
можно исследовать как установившиеся,
так и переходные колебания в линейной
системе. Обращением
по Фурье является импульсная переходная
(весовая) функция системы.
.
т.е. ее реакция на воздействие в
виде дельта-функции
(практически на воздействие достаточно
короткого импульса). Знание
позволяет исследовать воздействие
сигнала любого типа, в том числе и
случайного, на линейную систему. При
оптимизации (синтезе) радиотехнической
системы
представляет собой искомую характеристику
этой системы. Частотные характеристики
этой системы могут быть легко найдены,
если имеется дифференциальное уравнение
системы и, следовательно, известна
передаточная функция.
Известно, что
.
Возможность определения АЧХ и ФЧХ
экспериментальным путем является
существенным достоинством частотного
метода, являющегося одним из наиболее
эффективных и распространенных на
практике.
Системы, между АЧХ и ФЧХ которых имеется однозначная взаимосвязь, носят название минимально-фазовых. К их числу относится большинство реальных систем, в которых отсутствуют перекрестные связи.