- •Измерение параметров сигналов и цепей методические указания
- •5.1.2. Задание второе
- •Методические указания ко второму заданию
- •5.1.3. Задание третье
- •5.2.2. Задание второе
- •5.2.3. Задание третье
- •5.2.4. Задание четвертое
- •5.2.5. Задание пятое
- •Методические указания к первому заданию
- •6.1.2. Задание второе
- •Методические указания ко второму заданию
- •6.1.3. Задание третье
- •Методические указания к третьему заданию
- •6.1.4. Задание четвертое
- •Методические указания к четвертому заданию
- •6.2.4. Задание четвертое
- •Методические указания к четвертому заданию
- •6.2.5. Задание пятое
- •Библиографический список
- •Методические указания
5.1.2. Задание второе
Изучить методы измерения модулированных сигналов.
Методические указания ко второму заданию
Данный вопрос следует изучить по учебному пособию [1, с. 113] либо [2, с. 191-194].
При этом можно ограничиться следующим материалом. В радиотехнических устройствах применяются амплитудная, частотная, фазовая (угловая), импульсная и комбинированные виды модуляции. В настоящей работе ограничимся рассмотрением методов измерения амплитудной модуляции. Синусоидальный сигнал, модулированный по амплитуде, характеризуется коэффициентом модуляции М, а выражение для такого сигнала имеет вид:
где U - амплитуда смодулированного высокочастотного колебания ω = 2πf, f - несущая частота, Ω = 2πF , F - модулирующая частота, М - коэффициент модуляции.
Коэффициент модуляции М равен отношению изменения амплитуды U высокочастотного колебания при модуляции последнего к ее значению U в отсутствии модуляции:
.
Максимальное изменение амплитуды не должно превышать ее значения и поэтому максимальная величина коэффициента модуляции М=1, При отсутствии модуляции М=0. Обычно коэффициент модуляции выражается в процентах. Все модулированные колебания характеризуются глубиной модуляции, равной отношению коэффициента модуляции к максимальному, принимаемому за 100%-ую модуляцию. При амплитудной модуляции коэффициент модуляции и глубина совпадают. Коэффициент амплитудной модуляции измеряют двумя методами: осциллографическим и методом выпрямления.
Осциллографический метод осуществляют способом линейной, синусоидальной разверток. При линейной развертке в канат вертикального отклонения падают высокочастотный модулированный сигнал, а частоту развертки устанавливают в 2-3 раза ниже модулирующей частоты. На экране осциллографа появляется осциллограмма модулированного сигнала в виде и=f(t) (рис. 5.2, а).
Рис. 5.2. Амплитудно-модулированный сигнал: а – при симметричной модуляции, б - после детектирования
Измерив при помощи масштабной сетки максимальное А=2Umax и минимальное Б=2Umin, согласно формуле для М, получаем:
В канал вертикального отклонения можно подать детектированный сигнал, т.е. напряжение огибающей. Если осциллограф предназначен для наблюдения постоянного тока, то на его экране появится осциллограмма (рис. 5.2,б), по которой определяют коэффициент модуляции. Расстояния А и Б измеряют относительно линии развертки.
Для определения коэффициента модуляции при синусоидальной развертке в канал вертикального отклонения подают модулированный сигнал, а в канал горизонтального отклонения модулирующее напряжение. Верхняя огибающая модулированного сигнала, вызывающая отклонение луча в вертикальном направлении, определяется выражением у = U(1 + М cosωt). Отклонение в горизонтальном направлении получается в результате воздействия модулирующего напряжения х = U cos Ωt. Исключая cos Ωt получим у = UMx, т.е. верхний и нижний края изображения ограничены прямыми линиями наклон которых зависит от значения М. На экране осциллографа появляется осциллограмма в виде светящейся плоскости трапецеидальной формы (рис. 5.3).
Прямые, ограничивающие плоскость, являются фигурами Лиссажу, получающимися за счет взаимодействия огибающих модулированного сигнала с модулирующим напряжением при отсутствии фазового сдвига между ними. Размеры А и Б соответствуют максимальному и минимальному значению модулированного напряжения, поэтому коэффициент модуляции выражают по формуле
Рис. 5.3. Осциллограмма модулированных сигналов при синусоидальной развертке при фазовом разбалансе между каналами ХY
По виду фигуры, получающейся на экране осциллографа (при отсутствии искажений и фазового сдвига) способ синусоидальной развертки часто называют способом трапеции.
Осциллографический метод прост, нагляден и удобен. Применяется он при исследованиях и испытаниях модулируемых генераторов или передатчиков, когда модуляция осуществляется только синусоидальным напряжением в заданном диапазоне звуковых частот. Несущие частоты ограничиваются полосой пропускания усилителей применяемого осциллографа.
Метод выпрямления применяют для измерения коэффициента модуляции в процессе эксплуатации. Сущность метода заключается в том, что высокочастотный модулированный сигнал сначала детектируется, а затем измеряется стрелочными приборами постоянного и переменного тока. Приборы, основанные на этом методе, называют измерителями модуляции. Их индикаторы обычно градуируются в процентах (М%), т.е. приборы являются прямопоказывающими.