Исследование сигналов с амплитудной модуляцией

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Цель работы: исследование временных и спектральных характеристик АМ-сигналов и сигналов с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ); физических процессов при модуляции и преобразовании АМ-сигналов в линейных цепях.

Приборы и оборудование: осциллограф, генератор гармонических сигналов, базовый блок, сменное устройство с усилителем, ВЧ-генератор.

После подготовки оборудования к измерениям, начинаем выполнение работы. Изменяя частоту ВЧ-генератора при U_бо=0.8 В и U_бо=0.4 В, добиваемся совпадения частоты ВЧ-колебаний с резонансной частотой контура, фиксируя частоту по максимуму напряжения на контуре:

f_ВЧ=0.193 МГц                U_бо=0.8 В

Рис. 1. Транзисторный модулируемый усилитель с модуляцией смещения

Снимаем и строим зависимость U_кm от U_бо при заданных амплитудах ВЧ-колебания, смещение изменяем через 0.1 В:

fВЧ=0.13 МГц
Uбо, В	Uкm, В
0.1	0.003
0.2	0.016
0.3	0.065
0.4	0.100
0.5	0.130
0.6	0.150
0.7	0.160
fр=0.193 МГц
0.1	0.075
0.2	0.500
0.3	1.500
0.4	3.000
0.5	5.000
0.6	5.200
0.7	5.200
fВЧ=0.3МГц
0.1	0.005
0.2	0.012
0.3	0.040
0.4	0.100
0.5	0.120
0.6	0.150
0.7	0.170

Устанавливаем необходимое смещение, частоту модуляции, амплитуду и частоту ВЧ-колебания. Амплитуду модулирующего сигнала устанавливаем равной U_W=0.2 В:

f_р=0.193 МГц             U_W=0.2 В

Снимаем зависимость коэффициента модуляции от напряжения на контуре:

UW, В	M
0.10	0.091
0.15	0.200
0.20	0.286
0.25	0.565
0.30	0.800
0.50	0.935

Подав напряжение полученного АМ-сигнала на вход предварительно откалиброванного анализатора спектра, снимаем характерные спектрограммы, фиксируя частоты гармоник:

f=0.2 МГц           f=1 кГц                       U_бэ=0.4 В                   U_вых=0.15 В

гармоники:         f₁=196 кГц                 f₂=197 кГц                 f₃=199 кГц                 f₄=200 кГц    

f=0.21 МГц         U_бэ=0.4 В                   U_вых=0.05 В

гармоники:         f₁=205 кГц                 f₂=206 кГц                 f₃=207 кГц                 f₄=209 кГц

                  

Заменив колебательный контур сопротивлением R₁, зарисовываем осциллограммы коллекторного тока i_к(t)=U_к(t)/R, представляющего сигнал с АИМ:

f=f_р            F=1 кГц            U_бm=0.7 В            M=50 %

Снимаем спектральные характеристики сигнала с АИМ:

M=0

гармоники:         f₁=10 кГц                   f₂=15 кГц                   f₃=30 кГц

M=50 %

гармоники:         f₁=9 кГц                     f₂=15 кГц                   f₃=30 кГц

    

Снимаем АЧХ усилителя:

Uбm=0.45 В
f, Гц	Uвых, В
0	0.11
100	0.28
500	0.25
1000	0.22
1200	0.20
1800	0.15
3500	0.10
6000	0.60
8000	0.50
10000	0.40
20000	0.20
50000	0.10

Добротность контура:

Снимаем зависимость M от частоты модулирующего сигнала:

f=fр
f, Гц	M %
500	50
1000	23
2000	4.8
5000	≈0
f≠fр
500	50
1000	42
2000	13
5000	≈0

Вывод: проделав данную работу, мы познакомились с широко распространенным способом передачи информации посредством огибающей высокочастотного сигнала. Провели исследование физических процессов при амплитудной модуляции, проследили движение рабочей точки на характеристиках транзистора, с особенностью выбора ее начального положения. Рассмотрели принципиальные схемы исследования сигналов с АМ и АИМ.