Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Телевидения и звукового вещания (ТиЗВ)»
Лабораторная работа №106 по дисциплине «Электроакустика и звуковое вещание»
«Испытание автоматического регулятора уровня»
Выполнила Бригада №5 |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Мусаев Д.Ш. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Зейналов Р.А. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Стешин В.А. |
Проверили |
|
|
К.т.н., доцент |
_________________________ |
Чернышева Т.В. |
Ассистент |
_________________________ |
Яновский А.С. |
Москва 2025
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью выполняемой лабораторной работы является испытание ограничителя уровня, применяемого в каналах вещания.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Рисунок 2.1 – Блок-схема исследуемой установки
Рисунок 2.2 – Схема исследуемой установки
2.1. Исследование АХ ограничителя
Необходимо исследовать амплитудную характеристику данного ограничителя уровня. При этом, режекторный фильтр не должен влиять на установку (то есть должен быть настроен на максимальную частоту).
Результаты исследования представлены ниже, в таблице 2.1.1.
Таблица 2.1.1 – Результаты исследования АХ ограничителя уровня
U , В |
U , В |
вх |
вых |
|
|
0,2 |
0,9 |
|
|
0,4 |
2,1 |
|
|
0,6 |
3,0 |
|
|
0,8 |
4,0 |
|
|
1,0 |
4,5 |
|
|
1,2 |
4,5 |
|
|
1,5 |
4,5 |
|
|
5,0 |
4,6 |
|
|
10,0 |
4,6 |
|
|
Далее необходимо построить график АХ, и по нему определить номинальный уровень входного и выходного напряжений. Для этого необходимо построить график АХ и на наём произвести построения, аналогичные рисунку ниже:
Рисунок 2.1.1 – Схема определения номинальных значений напряжения
График АХ с необходимыми построениями представлен ниже, на рисунке 2.1.2.
5
4.5
4
3.5
3
Uвых, В 2.5
2
1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.8 |
1.6 |
2.4 |
3.2 |
4 |
4.8 |
5.6 |
6.4 |
7.2 |
8 |
8.8 |
9.6 |
10.4 |
0 |
Uвх, В
Рисунок 2.1.2 – График АХ ограничителя уровня с дополнительными построениями
По графику были выбраны номинальные значения входного и выходного напряжений: Uвх,ном = 1 В , Uвых ,ном = 4.5 В.
2.2. Исследование частотной характеристики ограничителя уровня
Необходимо исследовать частотную характеристику данного ограничителя уровня. При исследовании входное напряжение фиксируется на значении 0.3 от номинального, то есть на примерно 0.3 В. Результаты измерения представлены ниже, в таблице 2.2.1.
Таблица 2.2.1 – Результаты измерения частотной характеристики ограничителя
f, Гц |
U , В |
|
вых |
|
|
31,5 |
1,50 |
|
|
63 |
1,50 |
|
|
125 |
1,50 |
|
|
400 |
1,50 |
|
|
1000 |
1,50 |
|
|
4000 |
1,50 |
|
|
6300 |
1,45 |
|
|
8000 |
1,45 |
|
|
10000 |
1,40 |
|
|
12500 |
1,35 |
|
|
16000 |
1,30 |
|
|
График ЧХ представлен ниже, на рисунке 2.2.1.
1.5
1.45
1.4
1.35
Uвых, В 1.3
1.25
1.2 |
|
|
|
|
1.15 |
|
|
|
|
1.1 |
|
|
|
|
1.05 |
|
|
|
|
1 |
125 |
250 |
500 100020004000 |
1600 |
63 |
f, Гц
Рисунок 2.2.1 – ЧХ исследуемого ограничителя
2.3. Измерение коэффициента нелинейных искажений
Необходимо измерить коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник в рамках работы). Для этого необходимо при трёх входных напряжениях (0.5, 1, 2 номинальных) и на трёх частотах (60 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц). Сначала необходимо измерить весь сигнал (режекторный фильтр отключен), а далее только «лишние» гармоники (режекторный фильтр настроен на частоту сигнала).
Результаты измерения представлены ниже, в таблице 2.3.1.
Таблица 2.3.1 – Результаты измерения выходного напряжения для расчёта КГ
Без режекторного фильтра
|
U |
= 0.5 В |
|
U = 1 В |
U = 2 В |
|
вх |
|
|
вх |
вх |
|
|
|
|
|
|
f, Гц |
|
|
U |
, В |
|
|
|
|
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
2,50 |
|
4,40 |
4,50 |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
2,55 |
|
4,40 |
4,40 |
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
2,55 |
|
4,20 |
4,40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С режекторным фильтром |
|
||
|
|
|
|
|
|
60 |
|
0,120 |
|
0,220 |
0,255 |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
0,120 |
|
0,220 |
0,240 |
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
0,100 |
|
0,200 |
0,200 |
|
|
|
|
|
|
Далее необходимо рассчитать коэффициент гармоник Кг по следующим формулам:
Uc =
U21 CU22 CU23 C... , Uг =
U22 CU23 CU24 C... ,
Uг
Кг = Uс ,
где Uc – значение сигнала, не зависимое от формы сигнала (без РФ), Uг Q знчение сигнала с подавленной первой гармоникой (с РФ). Расчёт необходимо произвести для трёх указанных частот.
Для частоты 60 Гц: |
|
Kг60 d0.05279476675 |
(1) |
Для частоты 1000 Гц: |
|
Kг1000 d0.05159836731 |
(2) |
Для частоты 2000 Гц: |
|
Kг2000 d0.04548457560 |
(3) |
2.4. Измерение уровня тепловых шумов
Необходимо измерить уровень тепловых шумов относительно номинального выходного напряжения. Для этого необходимо измерить выходное напряжение при отключенном генераторе.
Измеренное значение тепловых шумов равно: Uшум = 1.05 мВ. Далее необходимо рассчитать уровень шумов по следующей формуле:
Nшум = 20$log10 |
Uшум |
. |
|
U |
|
||
|
вых,ном |
|
|
Итоговый уровень тепловых шумов (в дБ) равен: |
|
||
Nшум dK72.64046430 |
(4) |
||
3.ВЫВОДЫ
Врезультате выполнения лабораторной работы был изучен принцип работы и исследованы характеристики ограничителя уровня.
Было замечено, что ограничитель имеет АХ близкою к идальной; ЧХ, спадающую на высоких частотах; величина КНИ такова, что изменение в синусоидном сигнале будут заметны на осцилографе на глаз. Также был изучен принцип «удаления» первой гармоники из сигнала с помощью режекторного фильтра.