Лабораторная работа № 3 Исследование математической модели амплитудно-модулированных сигналов

Цель работы: Исследовать ММ амплитудно-модулированных (АМ) сигналов: аналитическое, временное и спектральное описание сигнала.

Задание № 1. Провести теоретическое исследование ММ АМ сигналов.

1. Записать ММ сигнала.

2. Построить осциллограмму, рассчитать по формулам (17–20) и построить спектр. Амплитуда несущего колебания равна 2 вольта. Частота несущего колебания F = 10N кГц. Частоту модуляции выбрать F = 2N кГц.

Задание № 2. Провести компьютерное моделирование АМ сигналов.

1. Собрать схему (рис. 28): к резистивной нагрузке подключить источник АМ – сигнала.

2. Амплитуду несущего колебания (несущей) – (Carrier Amplitude) установить раной 1 В (рис. 29), частоту несущей (Carrier frequency) этого колебания выбрать равной F = 10N кГц. Частоту модуляции (Modulation frequency) установить равной F/5, а коэффициент АМ (Modulation index) = 1.

3. Форму осциллограммы и спектра сигнала проконтролировать с помощью осциллографа и анализатора спектра соответственно. Зарисовать (распечатать) осциллограмму и спектр АМ – сигнала с указанием масштабов по осям.

4. Используя меню Analysis\Fourier, получить аналитический расчет спектра АМ – сигнала.

Рис. 28. Схема исследования амплитудно-модулированных колебаний

5. В диалоговой панели установки параметров Фурье – анализа частоту основной гармоники (Fundamental Frequency) установить равной частоте модуляции (F/5), число исследуемых гармоник: 20–40, линейный (Linear) масштаб по вертикальной оси.

6. Зарисовать (распечатать) амплитудный спектр исследуемого сигнала. Сравнить спектры, полученные на анализаторе и с помощью встроенной функции анализа Analysis\Fourier.

Задание № 3. Исследование влияние параметров АМ сигнала на осциллограмму и спектр.

1. Выполнить задание № 2 при изменении (уменьшении и увеличении):

• коэффициента модуляции,

• частоты модулирующего сигнала,

• частоты несущего колебания,

• амплитуды модулирующего сигнала,

• амплитуды несущего колебания.

Зарисовать полученные осциллограммы и спектры.

2.Сделать выводы о влиянии указанных параметров на осциллограмму и спектр АМ сигнала.

Рис. 29. Окно выбора параметров источника АМ – колебаний

Задание № 4. Сравнительный анализ результатов теоретического расчета и компьютерного моделирования амплитудно-модулированных сигналов.

1. Провести сравнительный анализ теоретических расчетов и результатов моделирования с помощью программного пакета Multisim.

2. На основании анализа письменно сформулировать выводы.

3. Отчет представить преподавателю.

Контрольные вопросы.

1. Дать определение амплитудной модуляции, однотональной модуляции.

2. Указать влияние изменения частоты и амплитуды несущего и управляющего колебаний на спектр АМ сигнала.

3. Дать определение коэффициента модуляции.

4. Указать его влияние на осциллограмму и спектр АМ сигнала. Зарисовать осциллограмму АМ сигнала в случае перемодуляции (при коэффициенте модуляции больше 1).

5. Изложить методику исследования ММ АМ сигнала.