Файл: Лабораторная работа 29 " Формирование и детектирование сигналов угловой модуляции" Выполнили ст гр.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 158
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное агентство связиОрдена Трудового Красного Знамени федерально бюджетноеОбразовательное учреждение высшего образования“Московский технический университет связи и информатики”Кафедра общей теории связиЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №29“Формирование и детектирование сигналов угловой модуляции”Выполнили: ст.гр. “Сортирный Союз”лохчмочукчаМосква 2021г.Цель работы:Экспериментальное изучение процесса детектирования частотно-модулированных сигналов, методики определения основных характеристик и параметров частотного детектора.Домашние расчётыСхема частотного детектораРассчёт СМХ частотного модулятора: f=U(E) Частота, генерируемая генератором: , Вариант 9С=6,5 нФ; R0=1,8 кОм; Q=3,2Зависимость сопротивления в цепи обратной связи ЧМ-генератора от напряжения смещенияЗадаёмся напряжением смещения Е, определяем R и частоту результата заносим в таблицу
Строим СМХ:Статическая модуляционная характеристика частотного модулятораПроизводим расчёт рабочего режима Выберем рабочий участок от 1 В до 2 ВЕmax=2 B fmax=6,8 кГцEmin=1 B fmin=3,4 кГцКоординаты рабочей точки Ерт=1,5 В; f0=4,54Определим амплитуду модулирующего сигналаДевиация частоты будет равнаИндекс для неискажённой частотной модуляции (F=1 кГц – модулирующая частота)Аналитическое выражение для ЧМ сигнала имеет вид:Запишем выражение для частоты ЧМ сигнала – модулирующий сигналВременная диаграмма модулирующего сигналаВременная диаграмма частотно модулированного сигнала Mu+1=2,7k[Mu+1]=2Рассчитаем параметр βСХД частотного детектора (β=2,4)
∆fmax=fg=1,7 I01= -0,023 мА I00= 0 мАfmax=1,7 кГц I02= -0,017 мАfmin= -1,7 кГц I03= 0,055 мАfрт=0 кГц I04= 0,223 мАВыполнение
CMXДиапазон изменения входного напряжения: от 0,5 В до 3,5 ВРабочая точка: Е=2; fрт=13,58Осциллограмма ЧМ сигнала при гармонической модулирующей функцииОсциллограмма ЧМ сигналаСХД
Оптимальное значение частоты при Есм=3,6В; f=12,15 кГцКонтрольные вопросы:5) Что такое статическая модуляционная характеристика частотного модулятора?СМХ модулятора - основная характеристика частотного модулятора - является зависимость частоты генерируемых колебаний от напряжения смещения E.Рассчитывается через формулу ωТ = f(E)Пусть нам известна зависимость сопротивления R в цепи обратной связи частотно-модулируемого генератора от напряжения смещения E:- Задаём смещение E’, находим по графику R’- Определяем частоту генерации по формуле ωТ = - Задаём смещение E’’, находим R’’, находим ωТ и т.д.Стаднартная СМХ для частотного модулятора имеет следующий вид:9) Что такое статистическая характеристика детектирования (СХД) для частотного детектора?Статическая характеристика детектора - зависимость постоянной составляющей тока диода I0 от амплитуды входного ВЧ сигнала:I0 = f (Um)Получим выражение для СХД:а)для слабых сигналовi = aUm2 = ( Uвх= Umcosω0t ) = aUm2cos2ω0t = следовательно б) для сильных сигналовI0 = SUm(1-cosθ)*α0(θ) СХД имеет вид параболы для малых амплитуд и прямой линии для больших амплитуд12)Выбор рабочего участка и определение параметров входного и выходного сигналов частотного детектора для неискажённого детектирования.Чтобы выбрать рабочий участок
| E, B | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 |
| R, кОм | 1,8 | 3,6 | 5,4 | 7,2 |
| f, кГц | 24,5 | 6,8 | 4,54 | 3,4 |
Строим СМХ:Статическая модуляционная характеристика частотного модулятораПроизводим расчёт рабочего режима Выберем рабочий участок от 1 В до 2 ВЕmax=2 B fmax=6,8 кГцEmin=1 B fmin=3,4 кГцКоординаты рабочей точки Ерт=1,5 В; f0=4,54Определим амплитуду модулирующего сигналаДевиация частоты будет равнаИндекс для неискажённой частотной модуляции (F=1 кГц – модулирующая частота)Аналитическое выражение для ЧМ сигнала имеет вид:Запишем выражение для частоты ЧМ сигнала – модулирующий сигналВременная диаграмма модулирующего сигналаВременная диаграмма частотно модулированного сигнала Mu+1=2,7k[Mu+1]=2Рассчитаем параметр βСХД частотного детектора (β=2,4)
| f | -2,4 | -1,25 | 0 | 1,25 | 2,4 |
| -0,023 | -0,017 | 0 | 0,055 | 0,223 |
| Есм, В | 0 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 |
| f, кГц | 15,38 | 14,88 | 14,41 | 14 | 13,58 | 13,18 | 12,77 | 12,4 | 11,9 | 11,4 | 11,06 |
| I, мА | 9 | 13 | 21 | 36 | 42 | 17 | 8 | 3 | -2 | -9 | -16 |
Оптимальное значение частоты при Есм=3,6В; f=12,15 кГцКонтрольные вопросы:5) Что такое статическая модуляционная характеристика частотного модулятора?СМХ модулятора - основная характеристика частотного модулятора - является зависимость частоты генерируемых колебаний от напряжения смещения E.Рассчитывается через формулу ωТ = f(E)Пусть нам известна зависимость сопротивления R в цепи обратной связи частотно-модулируемого генератора от напряжения смещения E:- Задаём смещение E’, находим по графику R’- Определяем частоту генерации по формуле ωТ = - Задаём смещение E’’, находим R’’, находим ωТ и т.д.Стаднартная СМХ для частотного модулятора имеет следующий вид:9) Что такое статистическая характеристика детектирования (СХД) для частотного детектора?Статическая характеристика детектора - зависимость постоянной составляющей тока диода I0 от амплитуды входного ВЧ сигнала:I0 = f (Um)Получим выражение для СХД:а)для слабых сигналовi = aUm2 = ( Uвх= Umcosω0t ) = aUm2cos2ω0t = следовательно б) для сильных сигналовI0 = SUm(1-cosθ)*α0(θ) СХД имеет вид параболы для малых амплитуд и прямой линии для больших амплитуд12)Выбор рабочего участка и определение параметров входного и выходного сигналов частотного детектора для неискажённого детектирования.Чтобы выбрать рабочий участок
, надо отметить линейный участок СМХ. Находим рабочую точку в середине рабочего участка. Определяем максимальную амплитуду модулирующего сигнала при неискаженной ЧМ. Определим максимальную девиацию ЧМ сигнала при неискаженной ЧМ. Определим максимальный индекс.
Для выходного сигнала:
Выберем линейный участок СХД. Выберем рабочую точку в середине линейного участка и находим среднее значение несущей и ток в рабочей точке. Определяем допустимую девиацию частоты. Определяем амплитуду выходного тока. Вычисляем коэффициент нелинейных искажений выходного сигнала