Порядок выполнения работы
Лабораторная работа может быть выполнена в дисплейном классе с использованием специализированного пакета программ для моделирования электронных схем, например, Micro-Cap V.
Чтобы выполнить схему в этом пакете надо ввести компоненты и сделать соответствующие соединения между ними. Компоненты можно брать с инструментальной панели или из специального окна, включить которое командой меню Options - Component Palettes. Так, например, компоненты резистор, индуктивность, емкость и др. находятся в пункте меню Component-Analog Primitives-Passive Components. А транзисторы, операционные усилители - Component-Analog Primitives - Active Devices. Разнообразные источники находятся в Component-Analog Primitives - Waveform Sources. Обязательным элементом схемы является компонент «земля», который может быть найден в пункте меню Component - Analog Primitives – Connectors – Ground. Соединения между элементами в схеме вводятся с помощью инструмента Wire Mode, который может быть включен через меню Options - Mode. Отредактировать компоненты можно с помощью Select Mode, находящегося в пункте меню Options – Mode.
Для диодов, транзисторов, источников питания и некоторых других компонентов необходимо заполнить поле MODEL (выбрать модель источника из имеющихся в окне, если таковых нет, нажать на кнопку Models). Для отображения номеров узлов следует включить режим Node Numbers, который находиться в пункте меню Options – View. Для проведения анализа выбрать пункт меню Analysis – Transient. В открывшемся диалоговом окне заполнить следующие поля: Time Range - время анализа, Maximum Time Step – максимальный шаг по времени. В поле Auto Scale Range поставить галочку - программа автоматически выберет масштаб координатных осей, в поле Р строки поставить цифру, соответствующую номеру графика, на котором будет построена функция, в поле Х Expression поставить условное обозначение независимой переменной (Т - время, F - частота), в поле Y Expression поставить интересующую функцию, например, v(1) - напряжение в узле 1 по отношению к «земле», v(2,3) - напряжение между узлами 2 и 3. Далее необходимо запустить анализ, нажав кнопку Run.
3.1. Описание схемы амплитудного модулятора
Для получения колебания, модулированного по амплитуде, необходимо осуществить перемножение высокочастотного и низкочастотного колебаний. Эта операция осуществляется в модуляторе (перемножителе), который является либо нелинейной системой, либо линейной системой с переменными параметрами.
Выбранный амплитудный модулятор построен на n-p-n транзисторе VT1 с общим эмиттером (рис. 9). В качестве такого транзистора выбираем транзистор 2N1613. На входе схемы действует постоянное смещение, задаваемое батареей G1. Модулирующий сигнал задается генератором синусоидальных колебаний G2, настроенным на частоту 10 кГц. Несущий сигнал задается генератором синусоидальных колебаний G3, настроенным на частоту 200 кГц. В выходной цепи модулятора протекает ток, спектр которого содержит составляющие, среди которых присутствуют несущая и боковые АМ колебания. С помощью полосового фильтра (в данном случае это LC-контур) из всего спектра частот выделяются эти полезные составляющие. LC-контур настроен на частоту несущего сигнала.
Рис. 9 Схема амплитудного модулятора
где: G1 – источник постоянного напряжения; G2 - генератор низкой частоты модулирующего сигнала; G3 – генератор высокой частоты несущего сигнала; VT1 – транзистор n - p – n типа (2N1613); R1 = 100 Ом; R2 = 50 Ом; L1 = 1мГн; C1 = 1 мкФ; C2= 20 нФ.