3. Моделирование с генератором несущего колебания

Манипулятор может быть реализован без функционального генератора несущего колебания.

В этом случае в качестве генератора манипулирующего сигнала остается моделируемый функциональный генератор, а генератор несущего сигнала заменяется разработанным ранее емкостным трехточечным автогенератором. Полученный амплитудный манипулятор подключаем к разработанному автогенератору. Конечная схема передатчика и осциллограмма его работы представлены на рисунках 2.3.1 и 2.3.2 соответственно.

Рис. 2.3.1 Конечная схема амплитудного модулятора с пассивной паузой

Осциллограмма моделируемого манипулятора с генератором несущего колебания показана на рисунке 2.3.2. Из осциллограммы видно что нужное колебание начинается не сразу, так как при первой единице амплитуда выходного сигнала автогенератора плавно нарастает (мягкий режим самовозбуждения), а при второй единицы она уже принимает некоторое стационарное значение.

Рис. 2.3.2 Осциллограмма выходного и манипулирующего сигналов

Как видно из осциллограммы:

• Амплитуда несущего колебания U_н≥5 В;

• Напряжение логической единицы U₁=5 В;

• Напряжение логического нуля U₀=0 В.

Проверим частоту несущего сигнала при приближении колебаний на осциллограмме рис 2.3.3

Рис. 2.3.3 Осциллограмма выходного и манипулирующего сигналов

F_н=1/T2-T1=1/909.4*10^-9=1099,6 кГц, что отличается от заданного менее чем на 1%.

Для того что бы определить частоту манипулирующего сигнала F_м построим спектральную характеристику АМ сигнала рис 2.3.5. Для этого используем Spectrum Analyzer-XSA1, входящий в стандартный набор Multisim, который подключим к выходу модулятора рис 2.3.4.

Рис. 2.3.4 Схема снятия спектральной характеристики АМ-сигнала

Проверим частоту модулирующего сигнала на спектральной характеристики АМ сигнала рис 2.3.5

Рис. 2.3.5 Спектральная характеристика полученного АМ сигнала

Из спектра сигнала видно что несущая частота 1099.2 кГц, а боковые равны: нижняя 1088.4 кГц, а верхняя 1109.9 кГц.

То есть мы получили F_м1=1099.2-1088.4=10.8 кГц (слева от несущей), F_м2=1109.9-1099.2=10.7 кГц, в общем случае F_м=11±0.3 кГц результат с погрешностью не больше 3%, что считается допустимым в инженерных расчетах.

2.4 Анализ результатов моделирования

В результате моделирования был разработан амплитудный манипулятор сигналов со следующими параметрами (отличающимися от необходимого не более чем на 3%):

• Частота несущего колебания F_н=1099.2 кГц;

• Частота манипулирующего сигнала F_м=11±0.3 кГц;

• Амплитуда несущего колебания U_н≥5 В;

• Напряжение логической единицы U₁=5 В;

• Напряжение логического нуля U₀=0 В.

ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Смоделированный амплитудный манипулятор с пассивной паузой удовлетворяет поставленным требованиям. Передатчик, полученный в результате каскадного соединения автогенератора и манипулятора, работает стабильно, что видно из осциллограммы его работы. Небольшие отклонения, которые составляют не более 3%, обусловлены неточностями значений элементов при выборе в стандартной библиотеке Multisim при моделировании, и возникающими на высоких частотах паразитными емкостями и индуктивностями.

15