Учебное пособие 1076

120-2018

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕДАТЧИКА ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов»

для студентов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и дисциплине «Радиопередающие устройства» для студентов направления 11.03.01 «Радиотехника» (профиль

«Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов») очной и заочной форм обучения

Воронеж 2018

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра систем информационной безопасности

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕДАТЧИКА ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов» для студентов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и дисциплине «Радиопередающие устройства» для студентов направления 11.03.01 «Радиотехника» (профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов»)

очной и заочной форм обучения

Воронеж 2018

УДК 621.396.61(07) ББК 32.848я7

Составитель канд. техн. наук М. И. Бочаров

Исследование электрических характеристик передатчика подвижной связи: методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Устройства генерирования и формирования радиосигналов» для студентов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и дисциплине «Радиопередающие устройства» для студентов направления 11.03.01 «Радиотехника» (профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: М. И. Бочаров. – Воронеж : Изд-во ВГТУ, 2018. – 32 c.

В работе содержатся сведения о методах построения передатчиков подвижной связи, структурная схема современного передатчика и описание принципа формирования радиосигнала с частотной модуляцией, а также домашнее и лабораторное задание, методические указания для их выполнения и контрольные вопросы.

Предназначены для студентов 3 и 4 курсов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и направления 11.03.01 «Радиотехника» очной и заочной форм обучения.

Ил. 4. Табл. 2. Библиогр.: 9 назв.

УДК 621.396.61(07)

ББК 32.848я7

Рецензент – канд. техн. наук, доц. Е. Д. Алперин

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета

ВВЕДЕНИЕ

Вдисциплинах «Устройства генерирования и формирования радиосигналов» и «Радиопередающие устройства» рассматриваются вопросы формирования радиосигналов с различными видами модуляции, которые технически осуществляются в передатчиках (ПД) различного назначения. При этом базовым видом модуляции является угловая модуляция: частотная и фазовая.

Содержание указанных выше дисциплин базируется на материале, изложенном в курсах «Основы теории цепей», «Радиотехнические цепи и сигналы» и «Схемотехника аналоговых электронных устройств».

Влабораторной работе исследуются электрические характеристики ПД подвижной связи с частотной модуляцией.

Целью исследований является закрепление теоретических знаний, полученных при изучении указанных выше дисциплин, приобретение навыков расчета типовых электрических схем, проведения экспериментальных исследований и обработки результатов эксперимента, а также оценки полученных результатов.

1.ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАБОТЕ

1.1.При выполнении работы используются следующие измерительные приборы и оборудование: лабораторная установка; измеритель модуляции (ИМ); генератор сигналов низкочастотный (ГСН); высокочастотный (ВЧ) вольтметр; электронно-счетный частотомер (ЭСЧ).

1.2.В качестве лабораторной установки используется ПД радиостанции (PC) ВЭЛС-103, нагруженной на эквивалент антенны (ЭА) с сопротивлением 50 Ом.

2. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

2.1. Изучить принципы построения ПД на основе его обобщенной структурной схемы, структурную схему

3

современного ПД подвижной связи и особенности формирования радиосигнала с частотной модуляцией.

2.2. Ознакомиться с назначением и техническими характеристиками ПД радиостанции ВЭЛС-103, назначением его узлов, органов управления и принципом работы.

2.3. В соответствии с вариантом домашнего задания изучить типовые схемы основных радиоэлектронных устройств (фильтры, усилители, автогенераторы и т. д.), известные из курсов «Основы теории цепей», «Радиотехнические цепи и сигналы», «Схемотехника аналоговых электронных устройств», которые являются базой при построении ПД. Тип устройств приведен в табл.1.

2.4. Ознакомиться со структурной и принципиальной схемами усилителя мощности и провести их схемотехнический анализ.

4

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

3.1.При выполнении п. 2.1 необходимо с использованием [1–3] изучить обобщенную структурную схему ПД и принцип его построения ПД, а также структурную схему современного ПД подвижной связи, требования ГОСТ [4,5] и особенности формирования радиосигнала с частотной модуляцией.

3.2.При выполнении п. 2.2, используя знания, полученные при изучении общетехнических дисциплин, а также соответствующую литературу [6–8], необходимо:

– нарисовать принципиальную (эквивалентную, структурную) схему устройства, соответствующую варианту домашнего задания, и пояснить принцип ее работы;

– привести аналитические выражения, поясняющие закон изменения основных характеристик этого устройства (например, амплитудно-частотной или фазочастотной характеристик и др.), а также графики этих зависимостей;

– дать физическое пояснение закона изменения этих характеристик.

3.3.При выполнении п. 2.3 необходимо, используя сведения, приведенные в [9], а также в приложении 2 и приложении 3, ознакомиться с основными техническими характеристиками ПД ВЭЛС-103 подвижной связи, устройством и принципом работы PC, а также с принципом работы манипулятора.

3.4.При выполнении п. 2.4 необходимо изучить структурную и принципиальную схемы усилителя мощности (УМ) ПД (приложение 4), а также произвести сравнение отдельных каскадов этих схем с соответствующими схемами, рассмотренными в п. 2.2. Отметить особенности и отличия схем этих устройств.

5

4.ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

4.1.Привести перечень и тип измерительных приборов, необходимых для измерения основных технических характеристик передатчика. При этом обратите внимание на то, что в качестве нагрузки используется ЭА с сопротивлением, равным 50 Ом.

4.2.Ознакомиться со схемой проверки параметров передатчика. Схема соединения основных блоков радиостанции и контрольные гнезда для подключения измерительной аппаратуры приведены в приложении 2.

4.3.Измерить уровень мощности в эквиваленте

антенны.

Схема измерений приведена на рис. 1.

4

1 2 3 5

Рис. 1. Блок-схема для измерений мощности ПД:

1 – манипулятор; 2 – приемопередатчик с блоком питания; 3 – тройниковый переход (ТП); 4 – высокочастотный вольтметр;

5 – эквивалент антенны

Вставьте в гнездо ТП выносной пробник ВЧ вольтметра. Включите PC на передачу. Переключатель «Сеть» поставьте в

положение 1. Нажмите кнопку на манипуляторе. В результате в устройстве управления кратковременно включится схема включения питания и напряжение поступит на модуль управления. Модуль управления выдаст команду на включение питания PC – удерживать ее до следующего

6

длительного нажатия кнопки . В этом положении PC находится в режиме «Прием». При этом индикатор манипулятора светится зеленым цветом.

Для включения режима «Передача» необходимо нажать на кнопку ПРД (слева на корпусе манипулятора) и удерживать ее в течение всего времени проведения измерений. Индикатор ПРМ/ПРД в этом положении светится красным светом.

Зафиксируйте показания ВЧ вольтметра, подключенного к ЭА через гнездо ТП.

Мощность несущей частоты определяется по формуле

где Uн – напряжение несущей, измеренное ВЧ вольтметром (действующее значение);

Rн = 50 Ом – сопротивление эквивалента антенны. 4.4. Проверить точность установки частоты.

Схема измерений приведена на рис. 2.

1 2 3 4

5

Рис. 2. Блок-схема для проверки точности установки частоты: 1 – манипулятор; 2 – приемопередатчик с блоком питания;

3 – тройниковый переход; 4 – эквивалент антенны; 5 – электронносчетный частотомер

Подключите ЭСЧ к эквиваленту антенны с помощью ВЧ кабеля (на ЭА для подключения измерительных приборов имеется ВЧ разъем). Включите PC на передачу. Зафиксируйте измеренное значение частоты на индикаторе частотомера, f и.

7

Относительная точность установки частоты канала РС

где fн = 33575,0 кГц – частота канала передатчика.

4.5. Измерить временную нестабильность частоты передатчика (см. рис. 2).

Измерьте несколько значений несущей частоты (N = 5…7) на интервале времени T = 90…120 с.

Определите абсолютную нестабильность частоты по формуле

где ti – момент измерения частоты;

– время отсчета частотомера;

fИ0 – среднее значение частоты на интервале

Результаты измерения занести в отчет.

По полученным значениям определить относительную

где 1 < A < 10 – коэффициент;

B– целое число.

4.6.Определить чувствительность модуляционного

входа.

Схема измерений приведена на рис. 3.

8