лабы / лаба 20 / лаба_5_20_рпу_метода

ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Внимание!

Соблюдение правил безопасности, установленных в учебных лабораториях РПдУ МТУСИ обязательно!

Включать аппаратуру и приступать к экспериментальной работе, можно только после получения разрешения у ведущего занятие преподавателя.

Время непрерывной работы радиостанции в режиме «ПЕРЕДАЧА» не должно превышать 15 минут.

ВКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

1.Убедиться, что включен рубильник на силовом щитке над лабораторным стендом (включается лаборантом или преподавателем).

2.Убедиться, что установка собрана в соответствии со схемой (см. рис. 4).

3.Включить питание компьютера соответствующей кнопкой на системном блоке ПК. При этом должно засветиться табло цифрового амперметра установленного в верхней заглушке системного блока ПК, включиться монитор ПК и начаться загрузка операционной системы.

4.Включить питание ВЧ вольтметра В7-26 и анализатора модуляции СК343, соответствующими тумблерами.

5.Нажать левую-верхнюю кнопку «ВКЛ» на передней панели радиостанции (см. рис. 7). При этом должны загореться индикаторы, свидетельствующие о включении радиостанции.

Рис. 7. Внешний вид радиостанции ТАИС РМ-45

21

ПОДГОТОВКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ К РАБОТЕ

1. После загрузки операционной системы ПК, запустить программу «M- Studio» (соответствующий ярлычок в центе рабочего стола на экране ПК).

1.1 В меню «Настройки» установить значения, соответствующие значениям на рис. 8:

Рис. 8. Работа программы. Ввод значений

2. Произвести калибровку ВЧ вольтметра В7-26 по следующей методике:

2.1Переключатель пределов измерения установить в положение “1V”.

2.2Переключатель рода измерения установить в положение “–U”.

2.3Ручкой коррекции нуля с обозначением “UΩ” (левая из трех ручек), установить стрелку индикатора на нулевое деление, отмеченной на фото, шкалы.

2.4Переключатель рода измерения установить в положение “~U”.

2.5Ручкой коррекции нуля с обозначением “1VU” (средняя из трех ручек), установить стрелку индикатора на нулевое деление, отмеченной на фото, шкалы.

2.6Повторить пункты 2.2 – 2.5 один/два раза.

2.7На этом калибровка прибора окончена.

2.8Переключатель рода измерения установить в положение “~U”.

2.9Переключатель пределов измерения установить в положение “30V”.

2.10Прибор готов к работе.

3.Подготовить анализатор модуляции СК3-43 к работе:

3.1Переключатель диапазонов измерения установить в положение «8-16» «16 – 60».

3.2Переключатель вида модуляции установить в положение “Δf kHz”.

22

3.3Переключатель «АПЧ» установить в верхнее положение.

3.4Переключатель «МОДУЛ» установить в верхнее положение.

3.5Переключатель «полоса kHz» установить в верхнее положение.

3.6Поворачивая многооборотную ручку настройки против часовой стрелки, довести её до упора.

3.7Извлечь микротелефонную трубку радиостанции из держателя и, нажатием кнопки, расположенной на трубке, перевести радиостанцию в режим «ПЕРЕДАЧА». При этом должен зажечься красный светодиод «ПРД» на панели ПУ радиостанции и отклониться стрелка индикатора ВЧ вольтметра В7-26.

Если отклонения стрелки не наблюдается, необходимо проверить, включено ли питание вольтметра В7-26 и правильность выполнения пунктов 2.1 - 2.9. Если все выполнено правильно, но отклонения стрелки нет, необходимо пригласить преподавателя или лаборанта.

3.8Медленно вращая ручку «настройка» прибора СК3-43, добиться положения, при котором горят все четыре индикатора «много», «мало», «ниже», «выше» на анализаторе модуляции СК3-43. В дальнейшем, при выполнении лабораторной работы, при работе радиостанции на «передачу», постоянно контролировать свечение всех четырех индикаторов. При необходимости, подстраивать ручку «настройка». В противном случае все

измерения будут неверны!

3.9Лабораторная установка готова к работе.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТОВ

1.Определение основных параметров передатчика радиостанции.

1.Определение мощности потребляемой радиостанцией в режиме

«ПРИЕМ».

2.Определение мощности потребляемой радиостанцией в режиме «ПЕРЕДАЧА».

3.Определение КПД усилителя мощности в режиме «ПЕРЕДАЧА».

4.Определение КПД радиостанции в целом в режиме «ПЕРЕДАЧА».

Выполнение.

1.Записать показания цифрового амперметра, расположенного на системном блоке ПК, в режиме «ПРИЕМ», «Iпр» (кнопка на микротелефонной трубке отпущена).

2.Записать показания цифрового амперметра в режиме «ПЕРЕДАЧА» «Iпер», переведя радиостанцию в этот режим, нажатием кнопки на микротелефонной трубке.

3.Записать показание ВЧ вольтметра В7-26 в режиме «ПЕРЕДАЧА»

«Uвч».

23

Расчет.

Для расчетов учесть:

напряжение источника питания Еип = 12,6 В; сопротивление эквивалента антенны Rэкв = 50 Ом;

шкала ВЧ вольтметра отградуирована в среднеквадратических значениях.

1.Рассчитать ток, потребляемый усилителем мощности в режиме «ПЕРЕДАЧА», по формле:

Iум=Iпер–Iпр.

2.Рассчитать мощность, потребляемую радиостанцией в режиме «ПРИЕМ», по формуле:

Рпр=Iпр×Еип.

3.Рассчитать мощность, потребляемую радиостанцией в режиме «ПЕРЕДАЧА», по формуле:

Рпер=Iпер×Еип.

4.Рассчитать мощность, потребляемую усилителем мощности в режиме «ПЕРЕДАЧА», по формуле:

Рум=Iум×Еип.

5.Рассчитать мощность выходного ВЧ сигнала на эквиваленте антенны: Рвч= U²вч/ Rэкв.

6.Рассчитать КПД усилителя мощности:

ηум=( Рвч/ Рум)×100%.

7.Рассчитать промышленный (полный) КПД радиостанции: ηрс=( Рвч/ Рпер)×100%.

8.При защите лабораторной работы, необходимо уметь объяснить физический смысл формул используемых в расчетах.

2.Исследование динамической частотной модуляционной характеристики

Построение динамической частотной модуляционной характеристики осуществляется на экране компьютера при помощи программы "M-Studio". В качестве генератора звуковой частоты, интерфейсного устройства, а также аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя используется звуковая плата. К выходу звуковой платы подключен модуляционный вход радиостанции. Ко входу звуковой платы подключен выход анализатора модуляции СК3-43, выполняющий также роль эталонного демодулятора.

Порядок проведения измерений следующий:

1.Убедиться, что запущена программа "M-Studio" и выполнены начальные установки (см. раздел "Подготовка лабораторной установки к работе").

2.Убедиться, что анализатор модуляции СК3-43 настроен в соответствии с рекомендациями, приведенными выше (см. раздел "Подготовка лабораторной установки к работе").

24

3.Взять в руку микротелефонную трубку радиостанции, нажать и удерживать тангенту (одеть на тангенту резиновое кольцо). Не отпуская тангенты, включить в верхней навигационной строке окна программы режим АЧХ. В меню «Каналы» выбрать канал 1. При этом, по вертикальной оси будет откладываться величина амплитуды демодулированного сигнала радиостанции, пропорциональная значению девиации частоты ЧМ радиосигнала, а по горизонтальной оси – значение модулирующей частоты. Примерный вид АЧХ приведен на рис. 9.

4.При необходимости повторного измерения, следует снова выполнить пункт

Рис. 9. Результат работы программы.

3. Исследование динамической амплитудной модуляционной

характеристики

Исследование динамической амплитудной модуляционной характеристики, также как и частотной (см. выше) осуществляется при помощи программного пакета " M-Studio" и анализатора модуляции СК3-43.

Порядок проведения измерений следующий:

1.Убедиться, что запущена программа " M-Studio" и выполнены начальные установки (см. раздел "Подготовка лабораторной установки к работе").

2.Убедиться, что анализатор модуляции СК3-43 настроен в соответствии с рекомендации, приведенными выше (см. раздел "Подготовка лабораторной установки к работе").

3.В программе "M-Studio" открыть окно «Амплитудная характеристика». В меню «Каналы» выбрать канал 1. Удерживая тангенту в нажатом положении,

25

нажать мышкой кнопку «Запуск измерений». Для проведения измерения потребуется около минуты. Все это время тангента должна быть нажата. Примерный вид амплитудной характеристики приведен на рис. 10.

4. При необходимости повторного измерения, следует снова выполнить пункт

3.

Рис. 10. Результат работы программы

3.Определение чувствительности модуляционного входа передатчика

имаксимальной девиации частоты

Определение этих параметров производится по построенной динамической амплитудной модуляционной характеристике. Чувствительности модуляционного входа передатчика радиостанции соответствует уровень модулирующего сигнала в начале характеристики. Также следует зафиксировать уровень модулирующего сигнала, соответствующий максимальной девиации частоты.

26

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Название и цель работы.

2.Структурная схема передатчика радиостанции (нарисовать самостоятельно при домашней подготовке к работе и снабдить пояснениями).

3.Принципиальная схема тракта формирования несущей: ГУН, каскадов усиления мощности, выходной фильтрующей системы, нарисованная в классическом изображении – сверху шина источника питания, снизу – соединения с корпусом, распространение сигнала слева – направо.

4.Результаты эксперимента: расчет основных энергетических показателей; исследованные характеристики радиостанции.

5.Выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Указать назначение и основные технические характеристики радиостанции “ТАИС РМ-45”.

2.Нарисовать структурную схему передатчика с прямым методом получения ЧМ и со стабилизацией частоты несущей.

3.Пояснить основные методы получения ЧМ колебаний.

4.Записать математическое выражение для ЧМ колебаний. Дать определение девиации частоты.

5.Показать, как связаны девиация частоты и индекс модуляции с параметрами модулирующего сигнала при ЧМ и ФМ.

6.Нарисовать спектр ЧМ колебаний при модуляции одним тоном при различных индексах модуляции.

7.Каким образом введена частотная коррекция в модуляторе радиостанции “ТАИС РМ-45”?

8.Указать основные методы повышения линейности при угловой модуляции.

9.Как определяется коэффициент нелинейных искажений при ЧМ?

10.Почему при ЧМ помехоустойчивость (или разборчивость речи) хуже, чем при ФМ?

11.Каковы особенности и возможности осуществления ЧМ в кварцевых автогенераторах?

12.Пояснить режим работы каскадов при усилении ЧМ колебаний и выбор угла отсечки.

13.Каким образом в радиостанции осуществляется работа приемника и передатчика на одну антенну?

14.Пояснить методы стабилизации средней частоты ЧМ колебания.

15.По принципиальной схеме оконечного каскада УМ показать цепи переменной и постоянной составляющих токов стока. Какие элементы схемы и каким образом обеспечивают режим работы оконечного каскада усилителя мощности?

27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 2003. – 560 с.: ил

2.Радиопередающие устройства: Учебник для техникумов / М.С. Шумилин, О.В. Головин, Э.А. Шевцов, В.П. Севальнев – М.: Радио и связь,

1990. – 408 с.: ил.

3.ГОСТ 12252-86: "Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы: типы, основные параметры, технические требования и методы измерений" – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986

28