лаба какая то. Лабораторная работа 1 Элементы теории электрической связи Амплитудная модуляция Цель работы. 2 Ход работы 2
 Скачать 366.43 Kb.
|
|
Лабораторная работа №1.1. Элементы теории электрической связи Амплитудная модуляция 1.Цель работы. 2 2.Ход работы 2 2.1.Модуляция 3 2.2.Изучение спектра 6 2.3.Демодуляция 7 3.Контрольные вопросы 9 Цель работы.Изучение методов измерения характеристик электрических сигналов. Исследование методов модуляции. Ход работыДавайте рассмотрим синусоидальную несущую частоту с f = 10 kHz, которая модулируется информационным сигналом (синусоидальная волна с f = 1 kHz).  Если вы проанализируете этот процесс, используя математику, то найдёте: умножение двух разных сигналов, сопровождаемое сложением. МодуляцияОткройте симулятор электронных схем Qucs-S, создайте новую схему, добавьте на схему вид моделирования «Моделирование переходного процесса» («Компоненты» / «виды моделирования»). Задайте параметры моделирования, указанные на рисунке.  Мы используем два источника переменного тока, которые можно найти «Компоненты» / «источники», для несущего и информационного сигналов и зададим свойства: Uinf – информационный сигнал (1 kHz, 0.5 V); Ucarrier – несущий сигнал (10 kHz, 1 V). Для того, чтобы добавить название сигнала, воспользуйтесь инструментом «Метка проводника».  Запустите моделирование (клавиша F2). Добавьте на схему диаграммы напряжений «Декартовая» («Компоненты» / «диаграммы»).   Теперь мы должны перемножить эти два сигнала, используя компонент, который называется «XA_mult_x2» (можно найти в «Библиотеки» / «Xanalogue»).   Затем сложим модулированное произведение с немодулированным несущим сигналом, используя дополнительный компонент «XA_summer_x2» (можно найти в «Библиотеки» / «Xanalogue»).   Изучение спектраСигнал AM не «синусоидальный с постоянной амплитудой и частотой от вечности до вечности». Поэтому проанализируем полное частотное содержание и начнём с продукта модуляции. Мы получили этот продукт как результат умножения двух разных синусоидальных сигналов. Поэтому математика говорит:  Частотное содержание результирующего продукта имеет суммарные и разностные частоты двух входных сигналов. Несущий и информационный сигналы на выходе не обнаружатся. Это можно показать, если моделировать это перемножение во временной и частотной области. Для этого добавьте на схему вид моделирования «Fourier simulation» («Компоненты» / «виды моделирования»). Задайте параметры моделирования, указанные на рисунке.  Добавьте 4 элемента «Декартовая диаграмма», чтобы отобразить частоты каждого из сигналов. Ниже приведен пример для информационного сигнала. Набор данных – «magnitude(v(uinf))» с размером «fourierfreq». Стиль кривой – «стрелочки» Из диаграммы можно видеть одну несущую с частотой 1 kHz.  По аналогии отобразите спектры для остальных сигналов. АМ-модулированный сигнал должен обладать спектром с тремя линиями. Несущая должна иметь пиковое значение амплитуды (1 V), каждая «боковая частота» должна иметь амплитуду в половину информационного пикового напряжения = 0.25 V = 0.5 V / 2. Примечание: Информационный сигнал состоит обычно из множества разных спектральных линий (когда передаётся речь или музыка). Так что, мы говорим о нижней стороне полосы (LSB) и верхней её стороне (USB) по сторонам от несущей частоты в спектре. Для преобразования частоты информационного сигнала с несущей частотой не важен выбор «новой нулевой точкой». Каждая сторона полосы имеет половину амплитуды напряжения информации и содержит одинаковую информацию, но частотный масштаб нижней стороны (LSB) отражён и меняется инверсно, и несущая сама по себе не содержит какой-либо информации и может быть вырезана или подавлена. ДемодуляцияПолученный AM сигнал поступает на однопериодный выпрямитель на диоде 1Т4148, нагрузочный резистор R = 1 k и конденсатор 100 nF, включённый параллельно. На резисторе нагрузки мы уже можем узнать сигнал информации, но остатки несущей всё ещё беспокоят. Таким образом, нужен низкочастотный фильтр (R = 50 k / C = 4,7 nF) для подавления этого остатка несущей.  Попробуйте изменить используемый диод (в идеале, должен применяться аналог диода Шоттки BAT41), сопротивления резисторов, емкости конденсаторов. Проследите, как изменяется демодулированный сигнал. Найдите оптимальную конфигурацию схемы, при которой демодулированный сигнал наиболее похож на информационный. Контрольные вопросыКакие виды сигналов применяются для передачи информации? Что такое модуляция сигнала? Какие виды модуляции бывают? Как связан тип модуляции с частотой и типом сигнала? Что такое амплитудная модуляция? В каком диапазоне длин волн применяется амплитудная модуляция? Что такое коэффициент модуляции? Как влияет коэффициент модуляции на огибающую ВЧ сигнала? Что представляет собой спектр передаваемого сигнала при амплитудной модуляции? В чем преимущества и недостатки амплитудной модуляции? В чем преимущества и недостатки однополосной амплитудной модуляции? На какие виды делится угловая модуляция? По какому закону меняется частота при частотной модуляции? По какому закону меняется фаза при фазовой модуляции? Как выглядит дискретный сигнал при различных видах модуляции (амплитудной, частотной, фазовой)? Чем модуляция отличается от манипуляции сигнала? Что такое модуляторы? Поясните принцип амплитудной модуляции по схеме с общей базой. Поясните принцип амплитудной модуляции по схеме с общим коллектором. Что такое варикап? Поясните принцип частотной модуляции по схеме с варикапом. В чем состоит принцип модуляции волн оптического диапазона. Расскажите о демодуляторах и их общих принципах на примере полупроводникового диода. СибГУ им. М.Ф. Решетнева, Красноярск, 2022 |