40

4.1.Подключите к выходу полосового фильтра (рис.6.2) осциллограф. На вход схемы подключите два источника синусоидального напряжения: первый с частотой 1 кГц – это «полезный» сигнал, второй источник с частотой 1,5 кГц – это посторонний сигнал («помеха»).

4.2.Убедитесь, что полосовой фильтр эффективно подавляет помеху и пропускает полезный сигнал.

Задание 5

Исследование процесса подавления широкополосной импульсной помехи

5.1. Подключите на вход полосового фильтра источник синусоидального напряжения с частотой 1 кГц и амплитудой 1 В («полезный» сигнал) и источник прямоугольных импульсов (широкополосная «помеха»). В качестве источника прямоугольных импульсов можно выбрать как Генератор сигналов (Function Generator), так и Генератор однополярных прямоугольных импульсов (Clock). Параметры Генератора выберите следующими

В результате выбора таких параметров Генератором будут генерироваться очень короткие импульсы и, следовательно, с очень широким спектром (близким к спектру «белого шума»).

5.2. Убедитесь, что полосовой фильтр эффективно подавляет широкополосные помехи. Зарисуйте полученные осциллограммы в тетрадь и объясните полученные результаты.

Оформление отчета

Составьте отчет о выполненной работе. Отчет должен содержать:

1)Название лабораторной работы.

2)Названия задания, вид собранной электрической схемы, рассчитанные значения параметров элементов.

41

3)Результаты выполнения заданий (графики амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик, осциллограммы входных и выходных сигналов).

4)Выводы.

Контрольные вопросы

1.Перечислите схемы, которые могут выполнять роль полосового фильтра. Назовите два параметра, характеризующие вид АЧХ полосового фильтра.

2.Приведите формулы K(jω) и ϕK(ω) для Г-образного четырехполюсника на базе элементов L, C, R. Проанализируйте вид зависимости АЧХ и ФЧХ при резонансной частоте и на краях частотного диапазона, т.е. при ω =

ω0, ω = 0 и ω →∞ .

3. Как изменяется АЧХ полосового фильтра при изменении параметра

R ?

4.Как и от каких параметров зависит ширина полосы АЧХ фильтра?

5.Проведите сравнение АЧХ рассмотренных в лабораторной работе трех типов полосовых фильтров.

6.Объясните, почему полосовой фильтр обладает способностью подавления коротких импульсных помех.

Литература

1. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: СОЛОН-Р, 2001.

2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов – М.:

Высш. шк., 2000.

__________________

42

Лабораторная работа 7

Схемные реализации модулятора и демодулятора сигналов. Нелинейные цепи.

Цель работы

Целью работы является исследование нелинейных электрических цепей (четырехполюсников) на примере модулятора и демодулятора амплитудномодулированных (АМ) сигналов. Нелинейными электрическими цепями являются цепи, которые по определению содержат нелинейные элементы, такие как диоды, транзисторы и др. В данной лабораторной работе нелинейный элемент (диод) используется для получения АМ-сигналов (в частности, АМсигналов с однотональной модуляцией). Суть такого преобразования состоит в следующем.

Вначале происходит суммирование двух гармонических сигналов: первый сигнал с частотой ω0 (несущее колебание) и второй сигнал с частотой Ω << ω0 (модулирующий сигнал). Соответственно спектр результирующего сигнала будет состоять из двух спектральных пиков – с частотами Ω и ω0 . Далее такой сигнал пропускается через диод, который как известно имеет выраженную вольтамперную характеристику (ВАХ). Из теории сигналов следует, что любое нелинейное преобразование сигнала приводит к появлению в выходном сигнале множества дополнительных гармоник, которые являются линейными комбинациями частот гармоник исходного сигнала. Среди этих гармоник для целей модуляции представляют интерес гармоники с частотами ω0 – Ω , ω0 ,ω0 – Ω , поскольку именно эти гармоники и составляют спектр однотонального АМ-сигнала. Если выделить эти гармоники полосовым фильтром, то в результате на выходе фильтра мы получим требуемый АМ-сигнал.

Задание 1

Образование в результате нелинейного преобразования сигнала дополнительных комбинационных частот

1.1. Соберите электрическую цепь как показано на рис.7.1. Первый источник синусоидального напряжения с частотой 100 Гц представляет модулирующий сигнал, а второй с частотой 1 кГц – несущее колебание. Задайте амплитуду этих сигналов одинаковой и равной 1 В.