Исследование амплитудного модулятора

Цель работы: изучить принцип работы амплитудного модуля­тора и приобрести навыки экспериментального исследования качест­венных показателей модуляторов.

Описание лабораторной установки.

Структурная схема лабораторной установки изображена на рис. 5.1.

Рис.5.1. Структурная схема лабораторной установки для исследова­ния амплитудной модуляции.

На вход нелинейного элемента (НЭ) действует сумма U_вх(t)=U_w(t)+U_W(t) высокочастотного U_w(t)=U_wcoswt и низкочастотного U_W(t)=U_W(t)cosWt гармонических колебаний, вырабатываемых генераторами ГВЧ и ГНЧ. Спектр АМ сигнала выделяется с помощью полосового фильтр (ПФ).

На рис. 5.2. изображена принципиальная электрическая схема исследуемого модулятора. В качестве нелинейного элемента используется полевой транзистор VT1. Нагрузку транзистора можно менять: при нажатии кнопки “ R ” нагрузкой транзистора служит резистор R; при нажатии кнопки "LC" в выходную цепь транзистора включается параллельный LC колебательный контур. Его резонансная частота fрез =14 кГц. Добротность контура можно менять, подключая к нему кнопкой "R_ш” шунтирующий резистор R_ш.

Генератор высокочастотных и низкочастотных сигналов подключаются к гнездам 1.3 на выходе сумматора. Ко входу сумматора подсоединен источник напряжения смещения (Е_см).

Гнезда 4,5 и 6 используются для подключения осциллографа. При выполнении лабораторной работы наблюдается форма сигнала на входе транзистора (гнездо 4), на его выходе (гнездо 5) и на выходе модулятора (гнездо 6). Если нагрузкой транзистора служит резистор R (нажата кнопка "R"), то форма напряжения на его входе (гнездо 5) повторяет форму вы­ходного тока транзистора.

Амплитуда выходного тока транзистора измеряется миллиампермет­ром. Диод VD1, конденсаторы С_н и резистор R_н не входят в состав модуля­тора и используются с целью измерения выходного тока транзистора.

В качестве генератора высокочастотных сигналов (ГВЧ) использует­ся промышленный генератор гармонических сигналов ГЗ-36; в качестве низкочастотных - встроенный (внутренний) генератор гармонических ко­лебаний с частотой F = 1 кГц.

Рис. 5.2. Принципиальная электрическая схема амплитудного модулятора.

 

Методические указания

1. Исследовать статическую модуляционную характеристику.

СМХ представляет собой зависимость амплитуды первой гармоники выходного тока I₁ от модулирующего напряжения. Для исследования СМХ в качестве модулирующего напряжения используется напряжение смеще­ния.

Для исследования СМХ необходимо выполнить следующее:

1.1. Включить лабораторную установку и блок №1 лабораторной ус­тановки. Включить измерительные приборы. Установить напряжение смещения E_cм=2 В. Нажатием кнопки "LC" включить колебательный контур. Уменьшить добротность контура нажатием кнопки "R_ш”.

1.2. Подключить ГВЧ к гнезду 1. Установить частоту сигнала f = 14 кГц и амплитуду U_w =1 В.

1.3. Подключить к гнезду 6 вход "Y₁" осциллографа. Изменяя часто­ту ГВЧ от 11-17 кГц, добиться резонанса в контуре по максимуму ампли­туды выходного сигнала на экране осциллографа. Значения частоты запи­сать.

1.4. Изменять напряжение смещения Е_см от 3 В до нуля через 0,2 В. Для каждого значения Е_см регистрировать показания миллиамперметра, показывающего значение амплитуды тока. Результаты измерений тока за­нести во вторую строчку таблицы 5.1.

Таблица 5.1

Есм,В		2,8	2.6	……………..	0,6	0,4	0,2
I1,мА

1.5. По полученным данным построить график зависимости I₁=f(Е_см).

 

2. Исследовать динамическую характеристику (ДМХ).

Динамическая модуляционная характеристика (ДМХ) характеризует зависимость коэффициента амплитудной модуляции "М" от амплитуды модулирующего напряжения u_W.

Для изучения ДМХ следует выполнить следующее:

2.1. Установить напряжение смещения Е_см, соответствующее середине прямолинейного участка СМХ, снятой для U_w =1B.

2.2. Оставив подключенным к гнезду 1 ГВЧ, установить на его выходе амплитуду u _w =ib.

2.3. Подключить к гнезду 2 генератор низкочастотных колебаний с час­тотой F=1 кГц (используется встроенный в макет генератор гармонических колебаний).

2.4. Изменяя амплитуду u _W сигнала ГНЧ от нуля до значений, при ко­торых становятся заметными искажения AM сигнала на выходе модулято­ра (форма AM сигнала контролируется по осциллографу), измерить пара­метры A_min и А _тах (рис.3.3.) модулированного сигнала, выполнить 6-8 из­мерений для различных значений u_W. Данные занести в таблицу 5.2.

Таблица 5.2.

uW,B
Amin,B
Amax,B
M, %

По данным таблицы 5.2. выполнить расчет коэффициентов модуля­ции по формуле:

(5.1)

Рис.5.3. Форма сигнала на выходе модулятора.

Домашнее задание.

Построить временную диаграмму AM сигнала u_am( t ) = Uo{l+Mx(t)} cosw₀t. Параметры AM сигнала заданы в таблице вариантов.

 

Таблица 5.3

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Структурную схему установки и принципиальную схему модуля­тора.

2. Таблицу данных измерений и график СМХ.

3. Таблицу данных измерений и график M=f(U_W).

4. Домашнее задание.

Контрольные вопросы.

1. Зачем нужна модуляция? Какие виды модуляции вы знаете?

2. Какой вид модуляции называется амплитудной?

3. Почему электрическая цепь, предназначенная для получения ам-плитудно-модулированных колебаний должна быть существенно нелиней­ной?

4. Каким степенным полиномом аппроксимируется вольтамперная характеристика, при которой обеспечивается искаженная модуляция?

5. Что такое коэффициент глубины модуляции? Напишите его ана­литическое выражение.

6. Изобразите временные и спектральные диаграммы амплитудно-модулированного колебания при гармоническом сигнале.

7. Нарисуйте принципиальную схему транзисторного модулятора с модуляцией смещения.

8. Дайте определение статической модуляционной характеристики.

9. Поясните (графически и аналитически), каким образом можно по­лучить по известной вольтамперной характеристике нелинейного элемента статическую модуляционную характеристику?

10. Как выбрать режим работы модулятора по статической модуля­ционной характеристике?

11. Как повлияет на форму AM колебания изменение напряжения смещения модулируемого усилителя?

12. Как повлияет на форму AM колебания расстройка колебательно­го контура относительно несущей частоты?

13. Можно ли получить хорошее качество модуляции при апериоди­ческой нагрузке транзистора?

14. Почему изменяется коэффициент модуляции при изменении доб­ротности контура в нагрузке транзистора?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КО­ЛЕБАНИЙ.

Цель работы: изучить процесс детектирования амплитудно-модулированных колебаний в нелинейных цепях и приобрести навыки в исследовании схем детекторов.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: