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: 187; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ