
- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования московский государственный университет приборостроения и информатики
- •Часть 3 (Радиотехнические цепи и сигналы)
- •Содержание
- •Часть 1. Теоретические основы частотного принципа преобразования сигналов
- •Часть 2. Методические указания по использованию программы моделирования
- •Часть 3. Лабораторный практикум…………………………………………………..…39
- •Часть 1. Теоретические основы частотного принципа преобразования сигналов
- •1.1 Модулированные сигналы и их спектры
- •1.2 Электрические фильтры
- •1.3 Нелинейные преобразования сигналов
- •1.3.1 Нелинейный элемент и воздействие на него одного сигнала
- •1.3.2 Воздействие на нелинейный элемент двух сигналов.
- •Часть 2. Методические указания по использованию программы моделирования электрических и электронных устройств Electronics Workbench.
- •2.1. Основные элементы программы.
- •2.1.1 Интерфейс
- •2.1.1.1. Основные меню и команды.
- •2.1.1.2. Панели инструментов.
- •2.1.2 Рабочее поле.
- •2.2. Работа с контрольно–измерительными приборами.
- •2.2.2. Функциональный генератор.
- •2.3. Осциллограф.
- •2.2.4 Графопостроитель (Боде-плоттер).
- •2.2.5. Генератор слов.
- •2.2.6 Логический анализатор.
- •2.2.7 Логический преобразователь.
- •Часть 3. Лабораторный практикум.
- •1.3 Порядок выполнения работы.
- •3.2 Лабораторная работа №2. Преобразователь частоты и полосовой фильтр.
- •1.1 Подготовка к работе.
- •1.2 Краткая теоретическая часть.
- •1.3 Порядок выполнения работы.
- •3.3 Лабораторная работа №3. Детектор амплитудно-модулированных сигналов и фильтр нч.
- •3.1 Подготовка к работе.
- •3.2 Краткая теоретическая часть.
- •3.3 Порядок выполнения работы.
- •3.4 Лабораторная работа №4. Детектор частотно-модулированных сигналов.
- •4.1 Подготовка к работе.
- •4.2 Краткая теоретическая часть.
- •4.3 Порядок выполнения работы.
- •3.5 Приложение
- •Лабораторная работа № 1(отчетный бланк). Исследование амплитудного модулятора.
- •Лабораторная работа № 2(отчетный бланк). Преобразователь частоты и полосовой фильтр.
- •Лабораторная работа № 3(отчетный бланк). Детектор амплитудно-модулированных сигналов.
- •Лабораторная работа № 4(отчетный бланк). Детектор частотно-модулированных сигналов.
- •Список литературы.
1.3 Порядок выполнения работы.
Эксперимент 1. Исследование комбинационных составляющих выходного напряжения преобразователя частоты.
- Открыть файл L2 1.ewb (рис. 2.1).
- Установить режим работы осциллографа в соответствии с рис. 2.2. Включить схему.
Рис. 2.2. Лицевая панель осциллографа.
- Изобразить осциллограммы напряжений. По осциллограмме определить период и частоту комбинационных составляющих в выходном напряжении перемножителя, период, частоту и амплитуду выходного напряжения фильтра. Полученные результаты записать в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
Измерено |
Вычислено | ||||
Период Т2 – Т1 при (Ω – ω) |
Период Т2 – Т1 при (Ω + ω) |
U вых фильтра |
Частота (Ω - ω) |
Частота (Ω + ω) | |
|
|
|
|
|
Эксперимент 2. Исследование амплитудно-частотной характеристики фильтра преобразователя частоты.
- Установить режим работы измерителя АЧХ и ФЧХ (Bode Plotter) в соответствии с рис. 2.3.
Рис. 2.3. Лицевая панель измерителя АЧХ и ФЧХ.
- Подключить на вход фильтра переменное напряжение с выхода функционального генератора, для чего изменить положение переключателя Z (Space), нажав клавишу «Пробел» клавиатуры. Включить схему.
- Изобразить амплитудно-частотную характеристику используемого в ПЧ фильтра.
Контрольные вопросы
1. Для каких целей используется преобразование частоты в радиоприемных устройствах?
2. Из каких соображений выбирается частота гетеродина ПЧ?
3. Можно ли использовать ПЧ для детектирования AM- колебаний?
4. Как по осциллограмме определить значения комбинационных частот преобразователя частоты?
5. Проведите моделирование ПЧ при выделении верхней комбинационной составляющей, выбрав соответствующим образом параметры фильтра.
3.3 Лабораторная работа №3. Детектор амплитудно-модулированных сигналов и фильтр нч.
Цель работы:
1. Исследование детектора амплитудно-модулированных сигналов в режим детектирования.
2. Исследование амплитудно-частотной характеристики фильтра низкой частоты детектора амплитудно-модулированных сигналов.
3.1 Подготовка к работе.
Повторить раздел: «Детектирование сигналов и фильтры».
Повторить основные меню и элементную базу программы «Electronics Workbench».
3.2 Краткая теоретическая часть.
Амплитудный детектор предназначен для преобразования амплитудно-модулированных сигналов в напряжение, соответствующее огибающей этого сигнала. Для выпрямления радиочастотных колебаний применяются высокочастотные диоды. Общим для всех типов детекторов является наличие крутого изгиба в их вольтамперной характеристике. При подведении к входу амплитудного детектора высокочастотного напряжения ток диода VD будет представлять собой импульсы, проходящие в нагрузку Rn во время положительных полуволн входного напряжения. Величина отдельных импульсов тока в нагрузке будет прямо пропорциональна амплитудам соответствующих импульсов, поэтому огибающая выходных импульсов по своей форме будет повторять огибающую высокочастотного модулированного напряжения. Для получения модулирующего (низкочастотного) колебания к выходу детектора подключен фильтр низкой частоты, в качестве которого в лабораторной работе применён активный фильтр низкой частоты на операционном усилителе OU.
Рис. 3.1. Графики процесса детектирования амплитудно-модулированных сигналов.
Наряду с полезным нелинейным преобразованием сигнала в АД имеют место и другие нелинейные процессы, приводящие к искажению формы сигнала.
Схема амплитудного детектора с активным фильтром низкой частоты на операционном усилителе OU показана на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Схема амплитудного детектора.
С помощью переключателя (Space) вход второго канала осциллографа может быть подключён к выходу детектора для наблюдения на нагрузке Rn импульсов положительных полуволн входного амплитудно-модулированного напряжения. После изменения положения переключателя (Space) вход второго канала осциллографа подключается к выходу фильтру низкой частоты для наблюдения модулирующего (низкочастотного) колебания.
Для снятия амплитудно-частотной характеристики фильтра низкой частоты необходимо соединить на схеме точки 1 и 2, при этом на вход фильтра будет подключёно напряжение функционального генератора.