Лабы_Курсач_ТОР / ЛабЫ_ТОР / Задание ЛР №6

Лабораторная работа №6

Вариант 1

Тема: Дослідження роботи амплітудного модулятору

Мета: Побудувати та проаналізувати типову схему амплітудного модулятора. Порівняти характеристики, отримані на протязі моделювання, з теоретичними

Основні теоретичні відомості:

Модуляцією називається процес управління одним або декількома параметрами коливань високої частоти відповідно до закону переданого повідомлення. При модуляції відбувається процес накладення одного коливання (переданого повідомлення) на інше коливання, зване несучим. Частота несучих коливань повинна бути на один і більше порядків вище частоти модульованого сигналу.

Класифікація методів модуляції можлива за трьома ознаками:

– в залежності від керованого параметра високочастотного сигналу: амплітудна (АМ), частотна (ЧМ) і фазова (ФМ);

– в залежності від числа ступенів модуляції: одно-, дво-, триступінчаста;

– в залежності від виду переданого повідомлення - аналогового, цифрового чи імпульсного - безперервна, із стрибкоподібним зміною керованого параметра (таку модуляцію називають маніпуляцією або телеграфним режимом) та імпульсна.

Амплітудна модуляція - вид модуляції, при якій змінним параметром несучого сигналу є його амплітуда. У зв’язку з тим, що амплітудна модуляція вважається енергонеефективною, в практиці використовують наступні види амплітудної модуляції:

– амплітудна модуляція з подавленою несучою;

– амплітудна модуляція з подавленою боковою;

– амплітудна модуляція з подавленою несучою та боковою;

Рисунок 11.1 – Амплітудна модуляція

Модулятор є однією із складових частин передавальних пристроїв радіозв'язку, радіо-і телемовлення. Тут несуть є високочастотні гармонійні коливання, а модулюють - коливання звукової частоти і відеосигнали. Також застосовують в радіолокації, системах кодово-імпульсної зв'язку, телекерування та телеметрії.

Хід роботи:

Проведемо аналіз типової схеми амплітудної модуляції за допомогою Multisim 11.0. Як випливає з розгляду рис. 11.2, до бази транзистора високочастотного генератора підводяться сигнал несучих коливань амплітудою 1 В, частотою 200 кГц, а до колектора – постійна напруга в 20 В і з допомогою низькочастотного трансформатора модулюючий сигнал амплітудою 17 В, частотою 10 кГц. На нижній осцилограмі (рис. 11.3) показано напруга на колекторі транзистора, що змінюється в процесі модуляції від 0 до пікового значення в 40 В, а на верхній – промодульований високочастотний сигнал на виході генератора (постійна складова напруги в цьому сигналі відсутня).

Рисунок 11.2 – Типова схема амплітудного аналогового модулятору

Рисунок 11.3 – Осцилограма

Амплітудна модуляція цифрових повідомлень. Така модуляція може здійснюватися за допомогою електронного ключа. У якості останнього може, наприклад, використовуватися операційний підсилювач, на один вхід якого подається сигнал несучих коливань, а на іншій - цифровий (рис. 11.4).

У результаті на виході схеми буде отриманий сигнал, промодульований по амплітуді цифровим двійковим сигналом, що складається з 1 і 0.

Осцилограми цих сигналів наведено на рис. 11.5 (зверху цифровий сигнал модуляції, знизу - несуча після модуляції).

Рисунок 11.4 – Типова схема амплітудного модулятору цифрових повідомлень

Рисунок 11.5 – Осцилограма

Завдання на виконання лабораторної роботи:

1. Змініть в схемі рис. 11.2 амплітуду і частоту сигналів модуляції і несучої і встановіть їх вплив на осцилограми (див. рис. 11.3).

2. Змініть в схемі рис. 11.4 амплітуду і частоту сигналів модуляції і несучої і встановіть їх вплив на осцилограми (див. рис.11.5).

Вариант 2

Тема: Дослідження роботи частотного модулятору

Мета: Побудувати та проаналізувати типову схему частотного модулятора. Порівняти характеристики, отримані на протязі моделювання, з теоретичними

Основні теоретичні відомості:

Модуляцією називається процес управління одним або декількома параметрами коливань високої частоти відповідно до закону переданого повідомлення. При модуляції відбувається процес накладення одного коливання (переданого повідомлення) на інше коливання, зване несучим. Частота несучих коливань повинна бути на один і більше порядків вище частоти модульованого сигналу.

Модулятор є однією із складових частин передавальних пристроїв радіозв'язку, радіо- і телемовлення. Тут несуть є високочастотні гармонійні коливання, а модулюють - коливання звукової частоти і відеосигнали. Також застосовують в радіолокації, системах кодово-імпульсної зв'язку, телекерування та телеметрії.

Частотна модуляція (ЧМ) - вид аналогової модуляції, при якому інформаційний сигнал керує частотою несучого коливання. У порівнянні з амплітудною модуляцією тут амплітуда залишається постійною.

Рисунок 12.1 – Частотна модуляція

Особливість ЧМ - висока перешкодозахищеність. Частотна модуляція застосовується для високоякісної передачі звукового (низькочастотного) сигналу в радіомовленні (у діапазоні УКВ), для звукового супроводу телевізійних програм, передачі сигналів кольоровості в телевізійному стандарті SECAM, відеозаписі на магнітну стрічку, музичних синтезаторах. Висока якість кодування аудіосигналу обумовлена тим, що при ЧМ застосовується велика (в порівнянні з шириною спектру сигналу АМ) девіація несучого сигналу, а в приймальній апаратурі використовують обмежувач амплітуди радіосигналу для ліквідації імпульсних перешкод.

Хід роботи:

Проведемо аналіз схеми частотної модуляції за допомогою Multisim 11.0.

Модуляція в схемі (рис. 12.2) здійснюється за допомогою двох електронних ключів, в якості яких використовуються операційні підсилювачі (ОУ) U1 і U2. На один вхід першого ОУ подається сигнал несучих коливань з частотою 200 кГц (XFG1), а на іншій - цифровий з частотою 20 кГц (XFG3). На один вхід другого ОУ подається сигнал несучих коливань з частотою 400 кГц, а на вхід третього ОУ - той же цифровий сигнал з частотою 20 кГц. Ключі (ОУ) відкриваються поперемінно, що досягається за допомогою третього ОУ - U3, що повертає фазу модулюючого сигналу на 180 °. В результаті при передачі 1 частота промодулірованной сигналу дорівнює 400 кГц, а при передачі 0 - 200 кГц, що підтверджується осцилограм, наведеними на рис. 12.3 (зверху цифровий сигнал модуляції, знизу - несуча після частотної модуляції).

Рис. 12.2 – Типова схема частотного модулятору

Рис. 12.3 –Осцилограма

Завдання на виконання лабораторної роботи:

– Змініть в схемі рис. 12.2 амплітуду і частоту сигналів модуляції і несучої і встановіть їх вплив на осциллограмму частотно-модульованого сигналу (рис. 12.3).

Вариант 3

Тема: Дослідження роботи фазового модулятору

Мета: Побудувати та проаналізувати типову схему фазового модулятора. Порівняти характеристики, отримані на протязі моделювання, з теоретичними

Основні теоретичні відомості:

Модуляцією називається процес управління одним або декількома параметрами коливань високої частоти відповідно до закону переданого повідомлення. При модуляції відбувається процес накладення одного коливання (переданого повідомлення) на інше коливання, зване несучим. Частота несучих коливань повинна бути на один і більше порядків вище частоти модульованого сигналу.

Модулятор є однією із складових частин передавальних пристроїв радіозв'язку, радіо- і телемовлення. Тут несуть є високочастотні гармонійні коливання, а модулюють - коливання звукової частоти і відеосигнали. Також застосовують в радіолокації, системах кодово-імпульсної зв'язку, телекерування та телеметрії.

Фазова модуляція (ФМ), вид модуляції коливань, при якому переданий сигнал управляє фазою несучого високочастотного коливання. За характеристиками ФМ близька до частотної модуляції. Якщо моделюючий сигнал синусоїдальний, то спектр і форма сигналів у випадку частотної модуляції і ФМ повністю збігаються. Відмінності виявляються при більш складних формах моделюючого сигналу.

Рисунок 13.1 – Фазова модуляція

Розрізняють два типи фазової модуляції: власне фазову і відносну фазову модуляцію. При фазової модуляції для передачі логічних нулів та одиниць використовують сигнали однієї і тієї ж частоти і амплітуди, але зміщені відносно один одного по фазі. Наприклад, логічний нуль передається синфазним сигналом, а одиниця – сигналом, зрушеним по фазі на 180 °

Хід роботи:

Проведемо аналіз схеми фазової модуляції за допомогою Multisim 11.0.

Рисунок 13.2 – Типова схема фазового модулятору

Рисунок 13.3 – Осцилограма

Завдання на виконання лабораторної роботи:

– Змініть в схемі рис. 13.2 амплітуду і частоту сигналів модуляції і несучої і встановіть їх вплив на осцилограму фазово-модульованого сигналу (рис. 13.3), (не менш трьох прикладів).