- •Теория электрической связи Радиотехнические цепи и сигналы
- •Новосибирск 2002
- •Оглавление
- •1 Цель работы 15
- •1 Цель работы 20
- •Предисловие
- •Правила выполнения лабораторных работ
- •Оформление отчётов
- •Описание лабораторной установки
- •Работа № 1 Нелинейное резонансное усиление, умножение и преобразование частоты
- •1 Цель работы
- •2 Литература
- •3 Предварительная подготовка к работе
- •4 Вопросы для самостоятельной подготовки
- •5 Описание лабораторного макета
- •6 Лабораторное задание
- •7 Порядок выполнения работы
- •Включить лабораторную установку и приборы.
- •Работа № 2 Амплитудная модуляция и детектирование ам-сигналов
- •4 Вопросы для самостоятельной подготовки
- •5 Описание лабораторного макета
- •6 Лабораторное задание
- •7 Порядок выполнения работы
- •Включить лабораторную установку и приборы.
- •Работа № 3 Частотная модуляция и детектирование чм-сигналов
- •4 Вопросы для самостоятельной подготовки
- •5 Описание лабораторного макета
- •6 Лабораторное задание
- •7 Порядок выполнения работы
- •Включить лабораторную установку и измерительные приборы.
- •8 Содержание отчета
- •Список литературы
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка одного рабочего места студентов включает в себя собственно лабораторный макет и комплекс типовых измерительных приборов. Общий вид лабораторной установки показан на рисунке 1. В нее входят:
1 – лабораторный универсальный стенд;
2, 3 – генераторы звуковых частот;
4– анализатор спектра;
5– милливольтметр;
6– осциллограф.
Рисунок 1 – Общий вид лабораторной установки
Собственно универсальный лабораторный стенд показан на рисунке 2. Конструктивно он выполнен в виде вертикальной стойки и состоит из следующих функциональных блоков (модулей):
блок питания и измерений;
блок источников сигналов;
блок № 1 – нелинейный преобразователь на полевом транзисторе;
блок № 2 – LC-генератор;
блок № 3 – RC–генератор;
блок № 4 – частотный модулятор и детектор ЧМ-колебаний;
блок № 5 – параметрический усилитель и генератор;
блок № 6 – нелинейные преобразователи на аналоговых перемножителях сигналов.
Стенд позволяет выполнять следующие лабораторные работы:
преобразование формы сигнала, спектра сигнала безынерционным нелинейным элементом;
усиление сигнала и умножение частоты;
преобразование частоты;
амплитудная модуляция;
детектирование АМ- сигналов;
частотная модуляция и детектирование ЧМ- сигналов;
генератор LC;
автоколебательная LC-цепь под внешним воздействием;
генератор RC;
двухконтурный параметрический усилитель;
параметрический генератор;
преобразование сигналов с использованием аналоговых перемножителей (исследуются семь вариантов цепей).
В стенде предусмотрена возможность измерения постоянных напряжений и токов внутренними (встроенными) приборами, имеются внутренние источники гармонических колебаний с частотой 1 кГц и 180 кГц. На передней панели каждого модуля изображена упрощенная схема устройства (без вспомогательных элементов), выведены органы управления (потенциометры, переключатели) и гнёзда внешних соединений (смотри рисунок 2). Краткое описание функциональных модулей приведено в соответствующих лабораторных работах. Ниже приводятся методические указания только для части лабораторных работ, выполняемых в курсах "Радиотехнические цепи и сигналы" и "Теория электрической связи".
Рисунок 2 – Универсальный лабораторный стенд
Работа № 1 Нелинейное резонансное усиление, умножение и преобразование частоты
1 Цель работы
Экспериментальное исследование физических процессов при нелинейном резонансном усилении, умножении и преобразовании частоты. Изучение выбора оптимального режима работы нелинейного элемента.
2 Литература
[1] – стр. 225...235, 252...254.
[2] – стр. 214...227, 240...242.
[3] – стр. 270...281.
[4] – стр. 70...79.
5 Конспект лекций.
3 Предварительная подготовка к работе
Ознакомиться с лабораторным заданием и изучить по литературе, указанной выше, следующие вопросы:
методы аппроксимации нелинейных характеристик;
преобразование формы и спектра сигнала нелинейным элементом при гармоническом и бигармоническом воздействиях;
методы спектрального анализа нелинейных цепей;
сущность кусочно-линейной аппроксимации и спектрального анализа методом угла отсечки;
принцип нелинейного резонансного усиления, умножения и преобразования частоты;
выбор режима работы нелинейного элемента при резонансном усилении и умножении частоты, понятие оптимального угла отсечки;
задача и проблемы фильтрации полезных спектральных составляющих при нелинейных преобразованиях радиотехнических сигналов, оценка нелинейных искажений в выходном сигнале.
Ответить (устно) на вопросы раздела 4 данной работы.
Рассчитать требуемые значения напряжения смещения Есм на затворе полевого транзистора усилительного каскада, обеспечивающие оптимальный угол отсечки в режимах:
нелинейного усиления при Umвх = 2 В;
удвоения частоты при Umвх = 4 В;
утроения частоты при Umвх = 4 В.
ВАХ полевого транзистора аппроксимирована отрезками прямых с параметрами:
Рассчитать методом угла отсечки и построить спектральные диаграммы тока для рассматриваемых режимов.
Изучить описание лабораторной установки и лабораторное задание. Продумать порядок выполнения работы в лаборатории, подготовить необходимые таблицы и графики для каждого пункта работы.