labs / lab_29

Федеральное агентство связи

Ордена Трудового Красного Знамени федерально бюджетное

Образовательное учреждение высшего образования

“Московский технический университет связи и информатики”

Кафедра общей теории связи

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №29

“Формирование и детектирование сигналов угловой модуляции”

Выполнили: ст.гр. “Сортирный Союз” лох

чмо

чукча

Москва 2021г.

Цель работы:

Экспериментальное изучение процесса детектирования частотно-модулированных сигналов, методики определения основных характеристик и параметров частотного детектора.

Домашние расчёты

Схема частотного детектора

Рассчёт СМХ частотного модулятора: f=U(E)

Частота, генерируемая генератором: ,

Вариант 9

С=6,5 нФ; R₀=1,8 кОм; Q=3,2

Зависимость сопротивления в цепи обратной связи ЧМ-генератора от напряжения смещения

Задаёмся напряжением смещения Е, определяем R и частоту результата заносим в таблицу

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 модулятора

Производим расчёт рабочего режима

Выберем рабочий участок от 1 В до 2 В

Е_max=2 B f_max=6,8 кГц

E_min=1 B f_min=3,4 кГц

Координаты рабочей точки Е_рт=1,5 В; f₀=4,54

Определим амплитуду модулирующего сигнала

Девиация частоты будет равна

Индекс для неискажённой частотной модуляции

(F=1 кГц – модулирующая частота)

Аналитическое выражение для ЧМ сигнала имеет вид:

Запишем выражение для частоты ЧМ сигнала

– модулирующий сигнал

Временная диаграмма модулирующего сигнала

Временная диаграмма частотно модулированного сигнала

M_u+1=2,7

k[M_u+1]=2

Рассчитаем параметр β

СХД частотного детектора (β=2,4)

f	-2,4	-1,25	0	1,25	2,4
	-0,023	-0,017	0	0,055	0,223

∆f_max=f_g=1,7 I₀₁= -0,023 мА I₀₀= 0 мА

f_max=1,7 кГц I₀₂= -0,017 мА

f_min= -1,7 кГц I₀₃= 0,055 мА

f_рт=0 кГц I₀₄= 0,223 мА

Выполнение

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

CMX

Диапазон изменения входного напряжения: от 0,5 В до 3,5 В

Рабочая точка: Е=2; f_рт=13,58

Осциллограмма ЧМ сигнала при гармонической модулирующей функции

Осциллограмма ЧМ сигнала

СХД

Оптимальное значение частоты при Е_см=3,6В; f=12,15 кГц

Контрольные 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 ω_Т = 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 ω_Т =

- Задаём смещение E’’, находим R’’, находим ω_Т 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 (U_m)

Получим выражение для СХД:

а)для слабых сигналов

i = aU_m² = ( U_вх= U_mcosω₀t ) = aU_m²cos²ω₀t =

следовательно 

б) для сильных сигналов

I₀ = SU_m(1-cosθ)*α₀(θ) 

СХД имеет вид параболы для малых амплитуд и прямой линии для больших амплитуд

12)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