10.5. Измерение параметров сигналов с амплитудной и угловой модуляцией.

10.5.1. Измерение коэффициента амплитудной модуляции.

Амплитудно-модулированный (АМ) сигнал может быть записан в виде

(10.8)

где u(t) – мгновенное значение напряжения;

- амплитуда немодулированного напряжения;

m – коэффициент амплитудной модуляции;

- угловая частота немодулированной несущей;

- угловая частота модулирующего колебания.

Коэффициент амплитудной модуляции определяется выражением

(10.9)

где - среднее значение напряжения;

- максимальное отклонение напряжения от среднего.

По осциллограмме АМ-сигнала (рис. 10.8.) коэффициент «m» можно определить как

(10.10)

Коэффициент модуляции «m» можно измерять осциллографическим методом и методом двойного детектирования

Осциллографический метод реализуется при линейной и синусоидальной развертках. При линейной развертке на экране получают осциллограмму, приведенную на рис. 10.8, а при синусоидальной развертке осциллограмма в виде трапеции.

Рис.10.8. Амплитудно-модулированный сигнал

Осциллографический метод определения коэффициента амплитудной модуляции прост и нагляден, не требует никаких дополнительных средств измерений. Пределы измерения «m» составляют от 0-1, или в процентах – 0-100%; хорошо наблюдается перемодуляция. Несущая частота ограничивается полосой пропускания осциллографа. Недостатком метода является значительная погрешность, которая может достигать 10%.

Метод двойного детектирования позволяет измерять коэффициент модуляции при радиопередаче, в рабочих условиях. Этот метод используется в комбинированных приборах, позволяющий измерять как коэффициент модуляции АМ-сигналов, так и девиацию частоты.

10.5.2. Измерение параметров сигналов с угловой модуляцией.

При частотной или фазовой модуляции выражение для модулированного высокочастотного колебания имеет вид

(10.11)

где - средняя круговая частота колебаний при отсутствии модуляции;

- индекс модуляции, определяемый отношением девиации частоты () к модулирующей частоте.

Параметрами ЧМ-сигнала являются индекс частотной модуляции и девиация частоты.

Измеритель девиации частоты чаще всего строится по методу частотного детектора, сущность которого состоит в том, что ЧМ-сигнал преобразуется сначала в АМ, а затем детектируется. В результате получается напряжение, пропорциональное напряжению модулирующей частоты, которое измеряется пиковым электронным вольтметром со шкалой, проградуированной в единицах девиации частоты – килогерцах (кГ). Приборы для измерения девиации частоты, построенные по методу частотного детектора называются девиометрами.

Погрешность измерения девиации частоты () зависит от точности настройки частотного детектора на среднее значение частоты модулированного сигнала и от нестабильности его элементов, она составляет.

Раздел 11. Автоматизация электрорадиоизмерений

11.1. Основные направления и принципы автоматизации электрорадиоизмерений

Разработка, исследование, настройка и эксплуатация радиоэлектронных комплексов и систем связи требуют проведения большого количества измерений. При этом по мере использования все более тонких закономерностей, по мере нарастания сложности системы и аппаратуры повышаются требования к точности, скорости, достоверности получаемых результатов. Возрастают удельный вес и значение косвенных и совокупных измерений, расширяется использование математических методов обнаружения ошибок и уменьшения погрешностей измерений. Усложняется обработка полученных результатов измерений – часто она должна выполняться в реальном масштабе времени по алгоритмам, изменяющимся в процессе измерения в зависимости от полученной измерительной информации. Все это приводит к значительному росту трудоемкости и стоимости измерений и требует создания специальных автоматизированных технических средств измерения.

Различают частичную автоматизацию измерений, основной целью которой являются совершенствование измерительных приборов путем введения вычислительной процедуры в процессе косвенных измерений и получение в результате прямых показаний или использование таких приборов, алгоритм работы которых позволяет непосредственно измерять обратные величины, отношения, произведения и т.п. Указанное направление основано на использовании в приборах встроенных микропроцессоров, которые решают не только задачи управления, вычисления, но и позволяют расширить функциональные возможности приборов, улучшить метрологические характеристики панорамных измерителей. При частичной автоматизации роль оператора-исследователя велика и заключается в принятии решения о воздействии на объект измерения.

Непрерывный контроль, представляющий собой регистрацию контролируемых значений параметров измеряемого объекта, сигнализацию выхода параметров за пределы нормы и использование отклонения от нормы в качестве сигнала-ошибки, воздействующего на объект измерения, сводит к минимуму участие человека в измерительном процессе.

Для полной автоматизации измерений характерны автоматизация регулировок в измерительных приборах без участия человека, а также не только выдача информации в напечатанном виде, но и в форме, удобной для ввода в ЭВМ, которая хранит, обрабатывает данные измерений, проводит анализ, управляет процессом и выдает окончательный результат потребителю. Главным направлением, включающим в себя основные черты полной автоматизации измерений, является создание измерительно-информационных систем (ИИС), под которыми понимают системы, предназначенные для автоматического получения количественной информации непосредственно от изучаемого объекта путем измерения и контроля, обработки этой информации и выдачи ее в виде совокупности именованных чисел, высказываний, графиков, общих выводов и команд, отражающих состояние данного объекта. Последующее развитие измерительно-информационных систем привело к созданию измерительно-вычислительных комплексов (ИВК). ИИС и ИВК представляют собой совокупность программно управляемых технических средств (измерительных, вычислительных, вспомогательных), имеющих блочно-модульную структуру.