ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛИРУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧМ-ГЕНЕРАТОРА

Цель работы: экспериментальное исследование зависимости частоты ЧМ-генератора от модулирующего напряжения на основе современных компьютерных технологий.

ВиртуальныйстендуправленияАПК

Виртуальный стенд управления аппаратно-программным комплексом «Частотный детектор» представляет собой приложение, разработанное в среде графического программирования фирмы National Instruments – LabVIEW

(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench).

2

3

1

Рис. 10. Общий вид интерфейса: 1 – окно ввода IP-адреса сервера АПК; 2 – кнопка подключения виртуального стенда АПК «Частотный детектор» в режиме удаленного доступа; 3 – кнопка завершения работы с АПК

Визуальный интерфейс, обеспечивающий подключение к стенду, изображен на рис. 10.

Для начала работы с АПК необходимо ввести в окне 1 (рис. 10) IP-адрес сервера АПК с удаленным доступом Сибирского федерального

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛИРУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧМ-ГЕНЕРАТОРА

округа. Затем необходимо посредством активизации кнопки 2 подключиться к АПК. В случае успешного соединения с сервером АПК на экране появится рабочее поле виртуального стенда (рис. 11). При этом все необходимые измерительные приборы, входящие в состав виртуального стенда для данной лабораторной работы, активируются автоматически.

4

8 9 10 11

Рис. 11. Внешний вид рабочего поля виртуального стенда первой лабораторной работы: 1 – вольтметр постоянного напряжения, показывающий напряжение смещения на модулирующем входе ЧМ-генератора; 2 – электронный цифровой частотомер, показывающий значение частоты на выходе ЧМ-генератора; 3 – кнопка завершения работы со стендом; 4 – электронный осциллограф, графически отображающий значение напряжения смещения; 5 – регулятор установки частоты ЧМ-генератора; 6 – таблица записи результатов измерения; 7 – служебное поле, отражающее текущее состояние при удаленном доступе к лабораторному макету; 8 – кнопка отправки команды на измерение параметров; 9 – кнопка записи последнего результат измерения в таблицу; 10 – кнопка очистки всей таблицы с результатами

измерений; 11– кнопка команды на создание отчета

Для выполнения лабораторной работы 1 вольтметр постоянного напряжения 1 подключен к входуUсм ЧМ-генератора, а цифровой частотомер 2– к выходу ЧМ-генератора. Осциллограф в графическом виде отображает величину Uсм.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛИРУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧМ-ГЕНЕРАТОРА

Описаниепринциповработы скомплексомвиртуальныхизмерительныхприборов

Комплекс приборов, входящий в состав виртуального стенда для лабораторной работы 1, включает в себя:

•ЧМ-генератор (генератор высокой частоты – ГВЧ);

•электронный цифровой частотомер;

•вольтметр постоянного напряжения;

•осциллограф.

Общий вид совмещенной панели ГВЧ и электронного цифрового частотомера высокой частоты представлен на рис. 12. Регулировка частоты ГВЧ осуществляется путем изменения постоянного напряжения Uсм в пределах от 0 до 10 В на модулирующем входе ГВЧ.

Рис. 12. Совмещенная панель управления генератором высокой частоты (содержит потенциометр для грубогои цифровой регулятор для плавного изменения частоты ГВЧ от 2 200 до 2 700 кГц) и электронного частотомера высокой частоты

Рис. 13. Панель вольтметра постоянного напряжения

Вольтметр постоянного напряжения отображает постоянное значение напряжения Uсм на модулирующем входе ГВЧ и имеет стрелочный и цифровой индикаторы (рис. 13).

Электронный осциллограф графически отображает форму напряжения Uсм на модулирующем входе ГВЧ (рис. 14).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛИРУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧМ-ГЕНЕРАТОРА

Общий вид панели с записанными результатами измерений показан на рис. 15. В таблице содержатся 10 результатов измерений частоты ЧМ-генера- тора в зависимости от значения напряжения смещения Uсм.

1

2

Рис. 14. Панель электронного осциллографа: 1 – амплитуда сигнала, В; 2 – временная шкала, с

Рис. 15. Панель таблицы с результатами измерений

Рис. 16. Информационная панель

На информационной панели отображается текущее состояние при удаленном обращении по сети Интернет к лабораторному макету (рис. 16). На панели выводятся 3 последних действия с указанием времени начала или конца их выполнения. Сбоку панели имеется стандартная полоса прокрутки, позволяющая просмотреть все действия студента за все время выполнения данной лабораторной работы.

Задание. Измерениезависимостичастотысигнала навыходеЧМ-генератораотнапряжениясмещения

Цель: получить зависимость частоты сигнала ЧМ-генератора от на-

пряжения смещения.

Порядоквыполнения

Изменяя с помощью потенциометра «Установка частоты» на панели управления ГВЧ напряжение смещения Uсм в пределах 0–10 В, получить зависимость fc = f(Uсм) при отсутствии модуляции. Результаты измерений занести в таблицу (10 измерений). При этом необходимо учитывать, что в «Таблицу измерений» (рис. 11, поз. 6) значения записываются только при нажатии кнопки «Записать результат» (рис. 11, поз. 9), а при нажатии кнопки «Создать отчет» в созданном студентом в указанном им месте компьютера файле

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛИРУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧМ-ГЕНЕРАТОРА

«ххххх.doc» сохраняются данные только из таблицы «Результаты измерений» (рис. 11, поз. 6).

При нажатии кнопки «Сброс результата» происходит очистка «Таблицы измерений» и имеется возможность продолжить выполнение лабораторной работы, например, другим студентом без разрыва соединения с удаленным лабораторным макетом. После выполнения работы по нажатии кнопки «Создать отчет» необходимо указать другое имя файла (или другой путь к месту его расположения и также с обязательным расширением .doc) и получить другой отчет по данной лабораторной работе.

Содержаниеотчета

1.Наименование и цель работы.

2.Таблица с результатами измерений и график зависимостиfc = f(Uсм) для модуляционной характеристики ЧМ-генератора. График должен быть построен максимально точно и подробно.

3.Анализ полученных результатов.

4.Выводы.

Контрольныевопросы

1.Какие функции выполняют частотные детекторы? По каким признакам классифицируются такие детекторы и каковы их основные параметры?

2.Каковы принципы работы и схемы частотных детекторов?

3.Как рассчитывают коэффициент передачи частотного детектора?

4.Что происходит при совместном действии сигнала и шума на частотный детектор? Как проявляются пороговые свойства частотного детектора?

5.Какие искажения могут претерпевать сигналы в частотных детекторах? Какие меры следует предпринимать для уменьшения искажений?

6.Какова методика измерения детекторной характеристики частотного детектора?

7.Какова методика измерения частотных характеристик частотных детекторов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХ ТИПОВ ЧД

ПРИ РАЗНЫХ ВЕЛИЧИНАХ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАНСНОГО КОНТУРА

Цель работы: экспериментальное исследование зависимости выходного напряжения от частоты немодулированного сигнала для 3 типов ЧД.

Лабораторная работа включает 4 задания.

ВиртуальныйстендуправленияАПК

Визуальный интерфейс, обеспечивающий подключение к стенду, изображен на рис. 17.

2

3

1

Рис. 17. Общий вид интерфейса: 1 – окно ввода IP-адреса сервера АПК; 2 – кнопка подключения виртуального стенда АПК «Частотный детектор» в режиме удаленного доступа; 3 – кнопка завершения работы с АПК

Для начала работы с АПК необходимо ввести в окне 1 ( рис. 17) IP- адрес сервера АПК с удаленным доступом Сибирского федерального округа. Затем необходимо посредством активизации кнопки 2 подключиться к АПК. В случае успешного соединения с сервером АПК на экране появится рабочее поле виртуального стенда (рис. 18). При этом все необходимые измеритель-

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

ные приборы, входящие в состав виртуального стенда для данной лабораторной работы, активируются автоматически.

14

6

4

5

1 2

Рис. 18. Внешний вид рабочего поля виртуального стенда второй лабораторной

работы: 1– кнопки выбора типа детекторов; 2 – кнопки выбора величины шунтирующего резистора для изменения добротности; 3 – электронный осциллограф, графически отображающий значение напряжения на выходе ЧД; 4 – структурная схема исследуемого ЧД, 5 – вольтметр постоянного напряжения, показывающий напряжение на выходе ЧД; 6 – регулятор установки частоты ЧМгенератора; 7 – таблица записи результатов измерения; 8 – служебное поле, отражающее текущее состояние при удаленном доступе к лабораторному макету; 9 – кнопка отправки команды на измерение параметров; 10 – кнопка команды на создание отчета; 11 – кнопка записи последнего результат измерения в таблицу; 12 – кнопка очистки всей таблицы с результатами измерений; 13 – кнопка завершения работы со стендом; 14 – электронный цифровой частотомер, показывающий значение частоты на выходе ЧМ-генератора

Значения сопротивлений выбираются в зависимости от типа детектора:

•тип 1 – R1 = 5,6 кОм и R2 = 10 кОм;

•тип 2 – R1 = 430 Ом и R2 = 1,2 кОм.

При работе с детектором тип 3 кнопки 2 недоступны.

Для выполнения лабораторной работы 2 вольтметр 5 постоянного напряжения подключен к выходу исследуемого в данный момент детектора для измерения U‗, электронный цифровой частотомер 14 – к выходу ГВЧ

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

для измерения fс, сам ГВЧ – к входу исследуемого детектора, а осциллограф 3 в графическом виде отображает сигнал на выходе исследуемого детектора (U‗).

Описаниепринциповработыскомплексомвиртуальных измерительныхприборов

Комплекс приборов, входящий в состав виртуального стенда для лабораторной работы 2, включает в себя:

•ЧМ-генератор (генератор высокой частоты – ГВЧ);

•электронный цифровой частотомер;

•вольтметр постоянного напряжения;

•осциллограф.

Общий вид совмещенной панели ГВЧ и электронного частотомера представлен на рис. 19.

Рис. 19. Совмещенная панель управления генератором высокой частоты (содержит потенциометр для изменения частоты ГВЧ от 2 200 до 2 700 кГц) и электронного частотомера высокой частоты

Рис. 20. Панель вольтметра постоянного напряжения с симметричной шкалой

Вольтметр отображает постоянное значение напряжения с выхода исследуемого в данный момент типа ЧД и имеет стрелочный и цифровой индикаторы (рис. 20).

Осциллограф графически отображает форму и величину напряжения на выходе исследуемого в данный момент типа ЧД (рис. 21).

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

2

1

Рис. 21. Панель электронного осциллографа: 1– амплитуда сигнала, В; 2 – временная шкала, с

Рис. 22. Панель таблицы с результатамиизмерений и кнопками записи и очистки

Общий вид панели с записанными результатами измерений показан на рис. 22. В таблице содержатся результаты измерений постоянного напряжения U‗ на выходе исследуемого типа ЧД в зависимости от частоты ЧМгенератора fс. При этом для каждого измерения в таблицу записывается номер блока, что соответствует типу исследуемого ЧД, и состояние шунтирующих резисторов. Сбоку панели имеется стандартная полоса прокрутки, позволяющая просмотреть все результаты измерения.

Рис. 23. Информационная панель

На информационной панели отображается текущее состояние при удаленном обращении по сети Интернет к лабораторному макету (рис. 23). На панели выводятся 3 последних действия с указанием времени начала или конца их выполнения. Сбоку панели имеется стандартная полоса прокрутки, позволяющая просмотреть все действия студента за все время выполнения данной лабораторной работы.

Задание1. Измерениедетекторнойхарактеристикичастотного детекторанаосноверасстроенногоконтура(тип1)

Цель: получить зависимость постоянной составляющей U= на нагрузке частотного детектора от изменения частоты сигнала в пределах 2200–2 700 кГц при отсутствии модуляции.

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

Порядоквыполнения

1.Провести измерения (8–10 значений) выходного напряжения при изменении частоты сигнала на входе для четырех величин добротности Q резонансного контура детектора:

1.1.Шунтирующие резисторы R1 и R2 (Q1 и Q2) отключены.

1.2.Подключен резистор R1 (Q1).

1.3.Подключен резистор R2 (Q2).

1.4.Подключены резисторы R1 и R2 (Q1 и Q2).

2.Результаты измерений занести в таблицу.

3.Определить и записать среднюю fср частоту на максимально линейном участке детекторной характеристики (на возрастающем участке).

Задание2. Измерениедетекторнойхарактеристикичастотного детекторанаосновефазовогодетектора(тип2)

Цель: получить зависимость постоянной составляющей U= на нагрузке частотного детектора от изменения частоты сигналав пределах 2 200–2 700 кГц при отсутствии модуляции.

Порядоквыполнения

1.Провести измерения (8–10 значений) выходного напряжения при изменении частоты сигнала на входе для четырех величин добротности Q резонансного контура детектора:

1.1.Шунтирующие резисторы R1 и R2 (Q1 и Q2) отключены.

1.2.Подключен резистор R1 (Q1).

1.3.Подключен резистор R2 (Q2).

1.4.Подключены резисторы R1 и R2 (Q1 и Q2).

2.Результаты измерений занести в таблицу.

3.Определить и записать среднюю fср частоту линейного участка детекторной характеристики (U= = 0).

Задание3. Измерениедетекторнойхарактеристикидробного частотногодетектора(тип3)

Цель: получить зависимость постоянной составляющей U= на нагрузке частотного детектора от изменения частоты сигнала в пределах 2200–2 700 кГц при отсутствии модуляции.

Порядоквыполнения

1.Провести измерения (8–10 значений) выходного напряжения при изменении частоты сигнала на входе детектора.

2.Результаты измерений занести в таблицу.

3.Определить и записать среднюю fср частоту линейного участка детекторной характеристики (U= = 0).

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

Задание4. Измерениедетекторныххарактеристикизучаемых типовдетекторовспомощьюматематическогомоделирования

Цель: сравнить результаты компьютерного моделирования с результатами выполнения лабораторной работы с помощью АПК «Частотный детектор» в условиях полной идентичности исходных данных и объектов моде-

лирования.

Порядоквыполнения

1.Составить эквивалентную схему замещения конкретной модели частотного детектора (на расстроенном контуре и амплитудном детекторе, на основе аналогового перемножителя, на детекторе отношений (дробный детектор)), пользуясь схемой электрической принципиальной аналоговой части лабораторного макета в терминах и обозначениях, принятых в пакете

OrCAD [6].

2.Задать исходные данные (амплитуда и частота входного сигнала и их возможные диапазоны изменений).

3.Задать требуемую выходную характеристику – зависимость постоянного напряжения выходного сигнала от частоты входного сигнала.

4.Выполнить задания (запуск программы, получение, проверка и корректировка результатов, копирование результатов в отчет по лабораторной работе).

5.Проанализировать полученные результаты (сравнить с данными экспериментального исследования аналогичных частотных детекторов, сравнить полученные характеристики детекторов между собой, сформулировать вывод о достоинствах и недостатках каждого и т.д.).

Содержаниеотчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схемы исследуемых частотных детекторов.

3.Таблицы с результатами измерений и графики зависимостиU= = f(fc) для 4 случаев включения шунтирующих резисторов R1 и R2 для трех типов детекторов (задания 1–3).

4.Анализ полученных результатов (объяснить характер зависимостей

U= = f(fc), сравнить результаты экспериментальных исследований и моделирования).

5.Выводы.

Контрольныевопросы

1.Какие функции выполняют частотные детекторы? По каким признакам классифицируются такие детекторы и каковы их основные параметры?

2.Каковы принципы работы и схемы частотных детекторов?

ЛАБ. РАБ. 2 ИССЛЕД. АМПЛИТ.-ЧАСТОТ. ХАРАК. ТРЕХ ТИПОВ ЧД ПРИ РАЗН. ВЕЛИЧ. ДОБРОТНОСТИ

3.Как рассчитывают коэффициент передачи частотного детектора?

4.Что происходит при совместном действии сигнала и шума на частотный детектор? Как проявляются пороговые свойства частотного детектора?

5.Какие искажения могут претерпевать сигналы в частотных детекторах? Какие меры следует предпринимать для уменьшения искажений?

6.Какова методика измерения детекторной характеристики частотного детектора?

7.Какова методика измерения частотных характеристик частотных детекторов?

8.Каковы принципы моделирования частотных детекторов? В чем заключаются преимущества и недостатки моделирования?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛЯЦИИ ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

Цель работы: экспериментальное исследование зависимости выходного напряжения от частоты модулирующего сигнала длятрех типов ЧД.

Лабораторная работа включает 2 задания.

ВиртуальныйстендуправленияАПК

Визуальный интерфейс, обеспечивающий подключение к стенду, изображен на рис. 24.

Для начала работы с АПК необходимо ввести в окне 1 (рис. 24) IP-адрес сервера АПК с удаленным доступом Сибирского федерального округа. Затем необходимо посредством активизации кнопки 2 подключиться к АПК. В случае успешного соединения с сервером АПК на экране появится рабочее поле виртуального стенда (рис. 25). При этом все необходимые измерительные приборы, входящие в состав виртуального стенда для данной лабораторной работы, активируются автоматически.

Рис. 24. Общий вид интерфейса: 1 – окно ввода IP-адреса сервера АПК; 2 – кнопка подключения виртуального стенда АПК «Частотный детектор»

в режиме удаленного доступа; 3 – кнопка завершения работы с АПК

Для выполнения лабораторной работы 3 вольтметр 5 переменного напряжения подключен к выходу исследуемого в данный момент детектора для

измерения UΩ, вольтметр 6 переменного напряжения с частотомером 10 под-

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

ключен к выходу НЧ-генератора для измерения Uм и Fм, электронный цифровой частотомер 7 – к выходу ГВЧ для измерения fс, НЧ-генератор и ГВЧ соединены с входами внутреннего модулятора для формирования ЧМ-сигнала,

а осциллограф 9 в графическом виде отображает сигнал UΩ на выходе исследуемого детектора.

8

4

10

2

7

9

5

16

11

Рис. 25. Внешний вид рабочего поля виртуального стенда третьей лабораторной работы: 1 – кнопки выбора типа детекторов; 2 – кнопки выбора величины шунтирующего резистора для изменения добротности; 3 – кнопка завершения работы со стендом; 4 – структурная схема исследуемого ЧД; 5 – вольтметр переменного напряжения, показывающий напряжение на выходе ЧД; 6 – то же, показывающий напряжение на выходе НЧгенератора; 7 – блок ГВЧ с регулятором установки частоты и электронным цифровым частотомером, показывающим значение частоты на выходе; 8 – блок генератора модулирующих или НЧ-сигналов с переключателем диапазонов и регуляторами установки частоты и амплитуды на выходе; 9 – электронный осциллограф, графически отображающий форму напряжения на выходе ЧД; 10 – электронный цифровой частотомер, показывающий значение частоты на выходе НЧ-генератора; 11 – таблица записи результатов измерения; 12 – кнопка отправки команды на измерение параметров; 13 – кнопка записи последнего результат измерения в таблицу; 14– кнопка очистки всей таблицы с результатами измерений; 15 – кнопка команды на создание отчета; 16 – служебное поле, отражающее текущее состояние при удаленном доступе к лабораторному макету

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

Описаниепринциповработыскомплексомвиртуальных измерительныхприборов

Комплекс приборов, входящий в состав виртуального стенда для лабораторной работы 3, включает в себя:

•генератор высокой частоты (ГВЧ);

•генератор низкой частоты (ГНЧ, или НЧ-генератор);

•вольтметр переменного напряжения ГНЧ;

•вольтметр переменного напряжения для выходного сигнала;

•цифровой частотомер ГВЧ;

•частотомер ГНЧ

•осциллограф.

Общий вид совмещенной панели ВЧ-генератора и частотомера представлен на рис. 26, общий вид панели НЧ-генератора – на рис. 27.

Рис. 26. Совмещенная панель управления ГВЧ (содержит потенциометр, позволяющий изменять частоту генератора от 2 200 до 2 700 кГц) и электронного частотомера

Рис. 27. Панель НЧ-генератора: 1 – позиционный переключатель диапазонов задания частоты (позволяет задавать частоту в пределах от 30Гц до 15 кГц); 2 – потенциометр и кнопки увеличения/уменьшения 32-по- зиционной плавной регулировки частоты в пределах выбранного диапазона; 3 – потенциометр регулировки амплитуды НЧ-генератора (дает

возможностьрегулировать амплитудуот 0 до 800мВ)

Общий вид совмещенной панели вольтметра переменного напряжения и частотомера представлен на рис. 28. Вольтметр отображает действующее значение напряжения с выхода НЧ-генератора и имеет стрелочный и цифровой индикаторы. Частотомер измеряет частоту с выхода НЧ-генератора и отображает ее на цифровом индикаторе, кГц.

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

Вольтметр переменного напряжения с симметричной шклой отображает действующее значение напряжения с выхода исследуемого в данный момент типа ЧД и имеет стрелочный и цифровой индикаторы (рис. 29).

Рис. 28. Совмещенная панель вольтметра переменного напряжения и частотомера для измерения напряжения и частоты на выходе НЧ-генератора

Рис. 29. Панель вольтметра переменного напряжения с симметричной шкалой

Рис. 30. Панель электронного осциллографа: 1 – амплитуда сигнала, В; 2– временная шкала, с

Рис. 31. Панель таблицы с результатами измерений

Электронный осциллограф графически отображает форму напряжения с выхода исследуемого в данный момент типа ЧД (рис. 30).

Общий вид панели с записанными результатами измерений показан на рис. 31. В таблице содержатся результаты измерений переменного напряжения UΩ на выходе исследуемого типа ЧД в зависимости от частоты НЧгенератора Fм и амплитуды НЧ-генератора Uм. При этом для каждого измерения в таблицуавтоматически записывается номер блока, чтосоответствует типу исследуемого ЧД, состояние шунтирующих резисторов и частота ГВЧ fс. Сбоку панели имеется стандартная полоса прокрутки, позволяющая просмотреть все результаты измерения.

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

Рис. 32. Информационная панель

На информационной панели отображается текущее состояние при удаленном обращении по сети Интернет к лабораторному макету (рис. 32). На панели выводятся 3 последних действия с указанием времени начала или конца их выполнения. Сбоку панели имеется стандартная полоса прокрутки, позволяющая просмотреть все действия студента за все время выполнения данной лабораторной работы.

Задание1. Измерениечастотныххарактеристикдетекторов

Цель: определить частотные характеристики детекторов.

Порядоквыполнения

1.При выключенном генераторе низкой частоты ГНЧ (регулятор амплитуды в крайнем левом положении) установить частоту генератора высо-

кой частоты ГВЧ, равную fср, измеренную в лабораторной работе 2 для данного типа детектора.

2.Установить уровень эффективного значения модулирующего сигнала равным Uм = 200 мВ.

3.Получить зависимость эффективного значения UΩ на выходе частотного детектора от частоты модуляции Fм, изменяя частоту модуляции Fм в диапазоне 50 Гц – 15 кГц (8–10 значений).

4.Провести измерения для трех типов детекторов.

Для детекторов типов 1 и 2 измерения провести при отключенных шунтирующих резисторах R1 и R2 (Q1 и Q2). Результаты измерений занести в таблицу путем записи выбранных результатов в «Таблицу результатов» при нажатии на кнопку «Записать результат» (рис. 25, поз.13).

При этом необходимо учитывать, что в таблицу «Результаты измерений» (рис. 25, поз. 11) значения записываются только при нажатии кнопки «Записать результат» (рис. 25, поз. 13), а при нажатии кнопки «Создать о т- чет» в создаваемом студентом в указанном им месте компьютера файле «ххххх.doc» сохраняются данные только из таблицы «Результаты измерений» (рис. 25, поз. 11).

При нажатии кнопки «Сброс результата» происходит очистка таблицы «Результаты измерений» и имеется возможность продолжить выполнение лабораторной работы, например, другим студентом без разрыва соединения с удаленным лабораторным макетом. После выполнения работы по нажатии кнопки «Создать отчет» необходимо указать другое имя файла (или другой путь к месту его расположения и также с обязательным расширением .doc) и получить другой отчет по данной лабораторной работе.

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

Задание2. Измерениечастотныххарактеристикизучаемых типовдетекторовспомощьюматематического

моделирования

Цель: сравнить результаты компьютерного моделирования с результатами выполнения лабораторной работы с помощью АПК «Частотный детектор» в условиях полной идентичности исходных данных и объектов моде-

лирования.

Порядоквыполнения

1.Составить эквивалентную схему замещения конкретной модели частотного детектора (на расстроенном контуре и амплитудном детекторе, на основе аналогового перемножителя, на детекторе отношений (дробный детектор)), пользуясь схемой электрической принципиальной аналоговой части лабораторного макета в терминах и обозначениях, принятых в пакете OrCAD [6].

2.Задать исходные данные (амплитуда и частота входных сигналов, ВЧ и НЧ и их возможные диапазоны изменений).

3.Задать требуемую выходную характеристику – зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала генератора НЧ.

4.Выполнить задания (запуск программы, получение, проверка и корректировка результатов, копирование результатов в отчет по лабораторной работе).

5.Проанализировать полученные результаты (сравнить с данными экспериментального исследования аналогичных частотных детекторов, сравнить полученные характеристики детекторов между собой, сформулировать вывод о достоинствах и недостатках каждого и т.д.).

Содержаниеотчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схемы исследуемых частотных детекторов.

3.Таблицы с результатами измерений частотных характеристик и графики зависимостей UΩ = f(Fм) для трех типов детекторов (задание 1).

4.Анализ полученных результатов (провести анализ частотных свойств детекторов, сравнить результаты экспериментальных исследований и моделирования).

5.Выводы.

Контрольныевопросы

1.Какие функции выполняют частотные детекторы? По каким признакам классифицируются такие детекторы и каковы их основные параметры?

2.Каковы принципы работы и схемы частотных детекторов?

3.Как рассчитывают коэффициент передачи частотного детектора?

ЛАБОР. РАБ. 3. ИССЛЕДОВ. ЗАВИС. ВЫХОД. НАПРЯЖ. ОТ ЧАСТОТЫ МОДУЛ. ДЛЯ ТРЕХ ТИПОВ ЧД

4.Что происходит при совместном действии сигнала и шума на частотный детектор? Как проявляются пороговые свойства частотного детектора?

5.Какие искажения могут претерпевать сигналы в частотных детекторах? Какие меры следует предпринимать для уменьшения искажений?

6.Какова методика измерения детекторной характеристики частотного детектора?

7.Какова методика измерения частотных характеристик частотных детекторов?

8.Каковы принципы моделирования частотных детекторов? В чем заключаются преимущества и недостатки моделирования?