6 Лабораторное задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой – макетом и используемыми в работе измерительными приборами.

2. Снять и построить статическую модуляционную характеристику модулятора. Выбрать параметры рабочего режима модулятора для получения неискаженной модуляции.

3. Получить неискаженный АМ-сигнал, зарисовать временные и спектральные диаграммы сигналов: на входе модулятора, тока нелинейного элемента, напряжения на нагрузочном контуре. Определить коэффициент глубины модуляции.

4. Исследовать характер искажений АМ-сигнала при неправильном выборе режима работы модулятора по СМХ.

5. Исследовать влияние добротности нагрузочного контура и его расстройки на форму и спектр АМ-сигнала.

6. Ознакомиться с принципом и особенностями детектирования АМ-сиг­налов.

7 Порядок выполнения работы

1. Включить лабораторную установку и приборы.

2. Снять и построить статическую модуляционную характеристику модулятора U_mk = f(Е_см) при заданной амплитуде высокочастотного колебания U_m = const. Для этого на один из входов сумматора модулятора подать от внешнего генератора сигнал несущей частоты с амплитудой U_m= 1 В. Частота несущего колебания устанавливается равной резонансной частоте колебательного контура – по максимуму напряжения на нем (f_рез = 13...15 кГц). Сопротивление Rш должно быть подключено к контуру. Напряжение смещения на затворе полевого транзистора изменяется в пределах от –6 В до 0 В с шагом 0,5 В. Напряжение на контуре измеряется с помощью вольтметра ВЗ–38. По графику СМХ выбрать и установить параметры рабочего режима работы модулятора, при котором могут быть обеспечены наименьшие искажения АМ-сигнала: рабочую точку в средней части линейного участка и соответствующее ей напряжение смещения Е_см; амплитуду модулирующего сигнала U_m в пределах линейного участка.

3. Получить модулированный сигнал, для чего на вход модулятора по- дать от внешнего генератора сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 1 В. Убедиться с помощью осциллографа, что на выходе модулятора получен практически неискаженный АМ-сигнал (в случае необходимости скорректировать параметры Е_см, U_m).

Зарисовать временные и спектральные диаграммы сигналов:

• напряжения на затворе полевого транзистора;

• тока стока транзистора – напряжения на активном сопротивлении нагрузки (кнопка "R вкл" нажата);

• напряжение на выходе модулятора – на контуре .

Определить коэффициент глубины модуляции по временной и спектральной диаграммам.

1. Исследовать характер искажения АМ-сигнала при изменении положения рабочей точки на СМХ:

• искажение огибающей сверху (ограничение) при смещении рабочей точки к верхнему загибу СМХ;

• искажение огибающей снизу (отсечка) при смещении рабочей точки к нижнему загибу СМХ.

Зарисовать форму и спектр АМ-сигнала для этих случаев. Обратить внимание на характер изменения глубины модуляции.

1. Исследовать влияние добротности нагрузочного контура модулятора на форму и спектр АМ-сигнала. Для этого установить режим неискаженной модуляции (смотри пункт 3) и отключить сопротивление Rш. Зарисовать временную и спектральную диаграммы напряжения на контуре.

2. Ознакомиться с принципом и особенностями детектирования АМ-сигналов. Для этого на вход детектора должен быть подан неискаженный АМ-сигнал с глубиной модуляции 80–90% (Rш включено). Зарисовать временную и спектральную диаграммы напряжения на выходе детектора:

• при отключении емкости Сн;

• при подключении емкости Сн.

Примечание:

Временные и спектральные диаграммы входных и выходных сигналов следует располагать друг под другом с соблюдением масштабных соотношений по обеим осям.

8 Содержание отчета

Отчет должен содержать результаты предварительной подготовки к работе, схемы отдельных измерений для каждого пункта, результаты измерений в виде таблиц, графиков, осциллограмм и спектрограмм с соответствующими заголовками, исходными данными и пояснениями, краткие выводы и оценку результатов.

РАБОТА № 3 Частотная модуляция и детектирование ЧМ-сигналов

1 Цель работы

Экспериментальное исследование физических процессов при частотной модуляции и детектировании ЧМ-сигналов.

2 Литература

[1] – стр. 81...88, 241...251, 295...298.

[2] – стр. 79...89, 237...239.

[3] – стр. 96...104, 285...286, 289...292.

[4] – cтр. 87...91, 105...107.

5 Конспект лекций.

3 Предварительная подготовка к работе

1. Ознакомиться с лабораторным заданием и изучить по указанной выше литературе следующие вопросы:

• принцип получения частотной модуляции и её использование в технике связи;

• временное, спектральное и векторное представление ЧМ-сигнала при модуляции чистым тоном и сложным сигналом;

• девиация частоты, индекс частотной модуляции, узкополосная и широкополосная модуляция;

• изменение вида спектра ЧМ-сигнала при изменении амплитуды и частоты модулирующего сигнала;

• принцип работы частотного модулятора, статическая модуляционная характеристика, выбор режима работы модулятора для получения неискаженной модуляции;

• практические схемы частотного модулятора, прямые и косвенные методы получения ЧМ-сигнала;

• принцип детектирования и практические схемы детектора ЧМ-сиг­нала;

• сходство и различия между сигналами с частотной и фазовой модуляцией.

2. Ответить устно на вопросы раздела 4 данной работы.

3. Рассчитать и построить статическую модуляционную характеристику частотного модулятора f_вых = f(Е_см), выполненного на основе RC-автогенератора с фазобалансной цепью с характеристикой R = f(U), приведенной в таблице 1.

Таблица 1

U, В	–6	–5,5	–5	–4	–3	–2	–1	–0,5	0
R, кOм	2,1	2,0	1,9	1,6	1,4	1,22	1,1	1,04	0,96

Величина емкости С равна 10 нФ. Частота генерации f_вых = 1/2RC.

1. Выбрать по рассчитанной СМХ параметры рабочего режима модулятора, обеспечивающего наименьшие искажения ЧМ-сигнала: Е_см, U_m, девиацию частоты.

2. Продумать порядок выполнения работы в лаборатории, подготовить необходимые таблицы и графики для каждого пункта лабораторной работы.