Файл: Учебная лабораторная установка по курсу теория электрической связи Краткое описание лабораторного стенда.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 154
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(6.4)
Из последнего выражения следует, что выходное напряжение детектора с точностью до постоянного коэффициента (cos=const) повторяет огибающую входного сигнала
. Следовательно, в рассмотренном случае (больших сигналов) детектирование происходит без искажений.
Чтобы ответить на вопрос, где находится граница слабых и сильных сигналов, следует снять (или рассчитать) так называемую характеристику детектирования
при m=0 (рисунок 6.3).
Эта характеристика по смыслу обратна статистической модуляционной характеристике амплитудного модулятора: она показывает, как меняется ток
(а, следовательно, и 
) при изменении амплитуды входного сигнала. Напомним, что полезная информация в АМ сигнале заключена в его огибающей.
Если последняя приходится на линейный участок характеристики детектирования, то искажения при детектировании отсутствуют. При малых сигналах (участок левее точки А на рисунок 6.3) нет пропорциональности амплитуде входного сигнала, следовательно, выходное напряжение детектора не соответствует огибающей входного сигнала, т.е. при малых сигналах детектирование сопровождается искажениями. Граница линейного участка (точка А) характеристики детектирования соответствует границе слабых и сильных сигналов.
Рисунок 6.3 Характеристика детектирования. Работа АМ детектора в режиме малых (1) и больших (2) сигналов.
Рассмотренная характеристика детектирования позволяет определять условия, при которых искажения отсутствуют - выбрать амплитуду несущей на входе детектора и максимально допустимую глубину модуляции
.
Краткая характеристика применяемой аппаратуры
В работе используется универсальный стенд со сменным блоком НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ. Схема исследуемой цепи приведена на рис. 3.4 Переключатель "СН" дает возможность изменять в широких пределах постоянную времени RC - цепи (нагрузка диода). Изображенный на схеме микроамперметр находится в правой части приборной панели наверху стенда.
В качестве источника АМ сигнала с относительно низкой частотой несущего колебания (fН1=13...15кГц) используется модулятор, изученный в предыдущей лабораторной работе и настроенный в соответствии с экспериментальными данными оптимального режима. Выход амплитудного модулятора (гнездо 6) является входом детектора.
В качестве источника АМ сигнала с повышенной частотой несущего колебания используется генератор, расположенный на блоке ИСТОЧНИКИ CИГНАЛОВ (fН2=180кГц). При использовании этого генератора он так же присоединяется к входу детектора (гнездо 6), но при этом нагрузкой в модуляторе следует выбрать "R". Кнопка включения резистора "R" одновременно отключает емкость контура (на схеме макета это не показано) для того, чтобы исключить шунтирующее действие расстроенного низкочастотного контура ( 15кГц) на генератор высокочастотного сигнала (180кГц).
Рисунок 7.4
Измерительные приборы подключаются к входу детектора или к выходу (гнездо 7). Используются вольтметр, осциллограф и анализатор спектра (ПК).
Порядок выполнения работы
6.1 Наблюдайте временные диаграммы и спектры в процессе детектирования колебаний с разными постоянными времени нагрузки детектора.
6.2 Изучите характеристику детектирования при малых и при больших амплитудах входного сигнала.
6.3 Временные диаграммы и спектры при детектировании наблюдаются при: собрать схему модулятора и установить оптимальный режим по данным предыдущей лабораторной работы. Друг под другом с сохранением подаче АМ колебаний с пониженной частотой несущего колебания. Для этого масштаба и соответствия моментов на временных диаграммах, а также соответствия частот на спектральных картинах зарисовываются осциллограммы и спектры:
- модулированного колебания на входе детектора (гнездо 6);
- напряжения на выходе детектора при всех значениях емкости нагрузки СН (0, 3, 15,30, 300нФ).
6.4 Задания п. 1 повторяются (без анализа спектров) при действии АМ колебаний с повышенной частотой несущего колебания (180кГц). Для этого к гнездам 6 присоединяется внутренний источник АМ колебаний; амплитуда несущей выбирается равной 1В при m=0,6...0,8. Переключатель "СН" установить вначале в положение "0". Переключатель R или LC (нагрузка полевого транзистора) - в положение "R".
6.5 Характеристика детектирования I0(U) снимается при действии немодулированных колебаний, получаемых от встроенного генератора Г3-111 с частотой fН1(m=0). Ток детектирования измеряется внутренним микроамперметром – при изменении U в пределах до 1В. Данные измерений заносятся в таблицу 6.1, при этом особое внимание надо обратить на выявление общего вида характеристики и, в частности, ее начального участка (определить U при одном, двух и трех делениях шкалы микроамперметра).
Таблица 6.1
Содержание отчета
1. Принципиальную схему исследования.
2. Таблицы экспериментальных данных.
3. График характеристики детектирования
, а также осциллограммы и спектры исследованных процессов.
Контрольные вопросы:
1. Что такое детектирование? Поясните процесс детектирования АМ сигнала, пользуясь временными и спектральными представлениями.
2. Изобразите схему коллекторного детектора на транзисторе.
3. Какова характеристика детектирования диодного детектора при подаче слабых сигналов?
4. Каковы условия линейного детектирования в схеме диодного детектора?
5. Изобразите схему диодного детектора. Поясните работу диодного детектора соответствующими временными диаграммами.
6. С каким углом отсечки работает диод в схеме диодного детектора? От чего зависит величина этого угла?
7. Из этих условий выбирается постоянная времени нагрузки при детектировании АМ сигналов?
8. Можно ли детектировать диодным детектором:
- АМ колебания с подавленной несущей;
- колебания с однополосной модуляцией?
9. Что такое синхронный детектор, и в каких случаях он может быть использован?
10. Как детектировать колебания с полярной модуляцией?
11. Чем отличается диодный детектор от выпрямителя?
12. Как экспериментально получить форму тока, протекающего через диод в схеме детектора АМ колебаний?
ЛИТЕРАТУРА
1. Зюко А.Г., Кловский Д.Д. и др. Теория электрической связи Москва, Радио и связь1999
2. Каллер М.Я., Фомин С.Е. Теоретические основы транспортной связи Москва, Транспорт1989
3. Кловский Д.Д. Теория электрической связи Москва, Радио и связь1998
4. Г.Н. Евсеенко. Цифровые системы передачи, Ростов-на-Дону, РКСИ 2005
СОДЕРЖАНИЕ
Из последнего выражения следует, что выходное напряжение детектора с точностью до постоянного коэффициента (cos=const) повторяет огибающую входного сигнала
. Следовательно, в рассмотренном случае (больших сигналов) детектирование происходит без искажений. Чтобы ответить на вопрос, где находится граница слабых и сильных сигналов, следует снять (или рассчитать) так называемую характеристику детектирования
при m=0 (рисунок 6.3).Эта характеристика по смыслу обратна статистической модуляционной характеристике амплитудного модулятора: она показывает, как меняется ток
(а, следовательно, и ) при изменении амплитуды входного сигнала. Напомним, что полезная информация в АМ сигнале заключена в его огибающей.Если последняя приходится на линейный участок характеристики детектирования, то искажения при детектировании отсутствуют. При малых сигналах (участок левее точки А на рисунок 6.3) нет пропорциональности
амплитуде входного сигнала, следовательно, выходное напряжение детектора не соответствует огибающей входного сигнала, т.е. при малых сигналах детектирование сопровождается искажениями. Граница линейного участка (точка А) характеристики детектирования соответствует границе слабых и сильных сигналов. Рисунок 6.3 Характеристика детектирования. Работа АМ детектора в режиме малых (1) и больших (2) сигналов.
Рассмотренная характеристика детектирования позволяет определять условия, при которых искажения отсутствуют - выбрать амплитуду несущей на входе детектора и максимально допустимую глубину модуляции
.Краткая характеристика применяемой аппаратуры
В работе используется универсальный стенд со сменным блоком НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ. Схема исследуемой цепи приведена на рис. 3.4 Переключатель "СН" дает возможность изменять в широких пределах постоянную времени RC - цепи (нагрузка диода). Изображенный на схеме микроамперметр находится в правой части приборной панели наверху стенда.
В качестве источника АМ сигнала с относительно низкой частотой несущего колебания (fН1=13...15кГц) используется модулятор, изученный в предыдущей лабораторной работе и настроенный в соответствии с экспериментальными данными оптимального режима. Выход амплитудного модулятора (гнездо 6) является входом детектора.
В качестве источника АМ сигнала с повышенной частотой несущего колебания используется генератор, расположенный на блоке ИСТОЧНИКИ CИГНАЛОВ (fН2=180кГц). При использовании этого генератора он так же присоединяется к входу детектора (гнездо 6), но при этом нагрузкой в модуляторе следует выбрать "R". Кнопка включения резистора "R" одновременно отключает емкость контура (на схеме макета это не показано) для того, чтобы исключить шунтирующее действие расстроенного низкочастотного контура ( 15кГц) на генератор высокочастотного сигнала (180кГц).
Рисунок 7.4
Измерительные приборы подключаются к входу детектора или к выходу (гнездо 7). Используются вольтметр, осциллограф и анализатор спектра (ПК).
Порядок выполнения работы
6.1 Наблюдайте временные диаграммы и спектры в процессе детектирования колебаний с разными постоянными времени нагрузки детектора.
6.2 Изучите характеристику детектирования при малых и при больших амплитудах входного сигнала.
6.3 Временные диаграммы и спектры при детектировании наблюдаются при: собрать схему модулятора и установить оптимальный режим по данным предыдущей лабораторной работы. Друг под другом с сохранением подаче АМ колебаний с пониженной частотой несущего колебания. Для этого масштаба и соответствия моментов на временных диаграммах, а также соответствия частот на спектральных картинах зарисовываются осциллограммы и спектры:
- модулированного колебания на входе детектора (гнездо 6);
- напряжения на выходе детектора при всех значениях емкости нагрузки СН (0, 3, 15,30, 300нФ).
6.4 Задания п. 1 повторяются (без анализа спектров) при действии АМ колебаний с повышенной частотой несущего колебания (180кГц). Для этого к гнездам 6 присоединяется внутренний источник АМ колебаний; амплитуда несущей выбирается равной 1В при m=0,6...0,8. Переключатель "СН" установить вначале в положение "0". Переключатель R или LC (нагрузка полевого транзистора) - в положение "R".
6.5 Характеристика детектирования I0(U) снимается при действии немодулированных колебаний, получаемых от встроенного генератора Г3-111 с частотой fН1(m=0). Ток детектирования измеряется внутренним микроамперметром – при изменении U в пределах до 1В. Данные измерений заносятся в таблицу 6.1, при этом особое внимание надо обратить на выявление общего вида характеристики и, в частности, ее начального участка (определить U при одном, двух и трех делениях шкалы микроамперметра).
Таблица 6.1
| fН=... КГц | m=0 Cn=15нФ |
| U, В | |
| I0, мА | |
| | |
Содержание отчета
1. Принципиальную схему исследования.
2. Таблицы экспериментальных данных.
3. График характеристики детектирования
, а также осциллограммы и спектры исследованных процессов.
Контрольные вопросы:
1. Что такое детектирование? Поясните процесс детектирования АМ сигнала, пользуясь временными и спектральными представлениями.
2. Изобразите схему коллекторного детектора на транзисторе.
3. Какова характеристика детектирования диодного детектора при подаче слабых сигналов?
4. Каковы условия линейного детектирования в схеме диодного детектора?
5. Изобразите схему диодного детектора. Поясните работу диодного детектора соответствующими временными диаграммами.
6. С каким углом отсечки работает диод в схеме диодного детектора? От чего зависит величина этого угла?
7. Из этих условий выбирается постоянная времени нагрузки при детектировании АМ сигналов?
8. Можно ли детектировать диодным детектором:
- АМ колебания с подавленной несущей;
- колебания с однополосной модуляцией?
9. Что такое синхронный детектор, и в каких случаях он может быть использован?
10. Как детектировать колебания с полярной модуляцией?
11. Чем отличается диодный детектор от выпрямителя?
12. Как экспериментально получить форму тока, протекающего через диод в схеме детектора АМ колебаний?
ЛИТЕРАТУРА
1. Зюко А.Г., Кловский Д.Д. и др. Теория электрической связи Москва, Радио и связь1999
2. Каллер М.Я., Фомин С.Е. Теоретические основы транспортной связи Москва, Транспорт1989
3. Кловский Д.Д. Теория электрической связи Москва, Радио и связь1998
4. Г.Н. Евсеенко. Цифровые системы передачи, Ростов-на-Дону, РКСИ 2005
СОДЕРЖАНИЕ
| | | |
| | Учебная лабораторная установка по курсу «Теория электрической связи» | 3 |
| 1 | Лабораторная работа №1 «Цифровая система связи» | 7 |
| 2 | Лабораторная работа №2 «Исследования спектров сигналов» | 21 |
| 3 | Лабораторная работа №3 «Преобразования формы и спектра сигналов безинерционым элементом» | 31 |
| 4 | Лабораторная работа №4 «Дискретизация непрерывных сигналов во времени (теорема Котельникова)» | 41 |
| 5 | Лабораторная работа №5 «Амплитудная модуляция» | 48 |
| 6 | Лабораторная работа №6» «Детектирование АМ-колебаний» | 59 |
| 7 | Литература | 67 |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |