Снятие модуляционной характеристики
ФеДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»»
Кафедра связь
Лабораторная работа № 3
Преобразование частоты
по дисциплине Общая теория связи
Выполнил: Байкин В.В.
Группа: ДИСС-22
Проверил: проф.Семейкин В.Д.
Астрахань 2013
Лабораторная работа №3
"Преобразование частоты "
Цель работы
Исследование процесса преобразования частоты при использовании нелинейного элемента с квадратичным участком вольт-амперной характеристики.
Решаемые задачи:
-Выбор рабочей точки и рабочего участка в середине квадратичного участка ВАХ.
-Настройка преобразователя на максимум АМ-сигнала на выходе при выборе наименьшей частоты гетеродина.
-Настройка преобразователя на максимум АМ-сигнала на выходе при выборе набольшей частоты гетеродина
-Снятие характеристики преобразования частоты моногармонического сигнала.
Схема работы и измерительная аппаратура
Для работы используется универсальный стенд со сменным блоком НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ, схема которого приведена на рис. 3.7. Исследуемая цепь представляет собой преобразователь на полевом транзисторе с избирательной нагрузкой (LC-контур) в цепи стока. На затвор полевого транзистора подается сумма напряжений сигнала, гетеродина и постоянного напряжения смещения.
|
|
|
Рис. 3.7. Схема исследуемой цепи.
Для преобразования частоты используется квадратичный участок сток-затворной характеристики полевого транзистора.
Источником входного сигнала в данной работе служит внутренний генератор амплитудно-модулированных (АМ) колебаний, расположенный на левом блоке стенда ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ. В этом генераторе несущая частота (195кГц) и частота модуляции (1кГц) фиксированы; напряжение несущей должно быть примерно 300мВ, а глубина модуляции может изменяться в широких пределах ручкой - "m". Напряжение АМ колебания ("сигнал") с выхода внутреннего генератора должно быть подано на входное гнездо 1 исследуемой цепи.
Второй (внешний) генератор, играющий роль гетеродина, подключается к гнезду 2. Частота его колебаний выбирается в соответствии с результатами предварительного расчета равнойfГ(fГ1 = fн – 15кГц, fГ2 = fн + 15кГц), напряжение - 1В.
В качестве измерительных приборов используeтся осциллограф. Входной сигнал наблюдается на гнездах 1, напряжение гетеродина - на гнездах 2. Для наблюдения процессов на затворе осциллограф должен быть подключен к гнездам 4; гнезда 5 служат для наблюдения и измерения выходного сигнала.
|
|
|
Для данной работы используем компьютерную среду EWB.
1.Принципиальная схема преобразователя частоты.
Рис-1 Функциональная схема преобразователя частоты
Исходные данные
| f0 кГц | fГ1 кГц | fГ2 кГц | UГ В | Uн В | U0 В |
| 15 | 180 | 210 | 1 | 0,5 | -1.25 |
1.Аппроксимация ВАХ
В качестве аппроксимирующей функции выбираем полином второй степени следующего вида i = a (u - Uпор)2
Uпор=-2.5В; а =0,64 мА/В (смотрите в 1 лабораторной работе)
Рис-2 Графики аппроксимирующей функции и исходной ВАХ при квадратичной
Аппроксимации.
Середина рабочего участка ВАХ приходится -1.25 В. Это значение U0используется в дальнейшем для расчета спектра тока: U0=-1.25В
2. Показания осциллографа в различных точках при настройке преобразователя на максимум АМ-сигнала на выходе( при выборе наименьшей частоты гетеродина fГ1=180 кГц )
Входной АМ-сигнал
Рис-3 Осциллограмма входного АМ-сигнала
|
|
|
Рис-4 Осциллограмма входного сигнала низкочастотного генератора
Суммированный сигнал
Рис-5Осциллограмма суммы двух входных сигналов
Преобразованный сигнал в точке D
Рис-6 Преобразованный сигнал в точке D
Снятие модуляционной характеристики
Таблица экспериментальных данных при f0=15кГц, fам=195кГц, fг1=180кГц
| Uам | Uвых |
| 0 | 0,002 |
| 0,1 | 0,05 |
| 0,3 | 0,1 |
| 0,5 | 0,15 |
| 0,7 | 0,2 |
| 1 | 0,25 |
|
| |
Рис-7 Характеристика преобразования преобразователя частоты при f0=15кГц, fам=195кГц, fг1=180кГц
Таблица экспериментальных данных при f0=15кГц, fам=195кГц, fг2=210кГц
| Uам | Uвых |
| 0 | 0 |
| 0,1 | 0,05 |
| 0,2 | 0,07 |
| 0,4 | 0,12 |
| 0,6 | 0,16 |
| 0,8 | 0,2 |
| 1 | 0,23 |
Рис-8 Характеристика преобразования преобразователя частоты при приf0=15кГц, fам=195кГц, fг1=180кГц
Из графиков определяем среднюю крутизну преобразования S=Uвых/Uам= 0,25.
Расчет по формуле дает S= -aUпорRрез=1,6 . Расхождение между расчетными и экспериментальными данными можно объяснить неточностью аппроксимации.
|
|
|
Вывод:
В данной работе ознакомились с преобразованием частоты при использовании нелинейного элемента с квадратичным участком вольтамперной характеристики. Результаты, полученные в результате эксперимента плохо сошлись с теоретическими результатами, что объясняется неточностью аппроксимации.
Список используемой литературы:
Зелинский М.М., Семейкин В.Д. Теория электрической связи. Методические указания студентам по выполнению лабораторных работ (часть первая): / АГТУ. -Астрахань, 2009. – 88 с.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 732; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!