Исследование спектральных и временных характеристик АМ-сигналов и сигналов с амплитудно-импульсной модуляцией

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

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

Домашнее задание:

С = 1051·10^-9 Ф       L = 0.65·10^-3 Гн         U_бм = 0.4 B      U_бм = 0.7 B       U₀ = 0.67 B

S = Δi/ΔU = 1.333      θ = arcos ((U₀ – U_бм)/ U_бм

Im = S· U_бм·(1-cos(θ))   I1 = Im · α

Uб0	0	0.25	0.5	0.75	1	1.25	1.5
α			0.41	0.53	0.54	0.5	0.5
	0.117	0.35	0.47	0.52	0.55	0.54	0.55
Im			0.31	0.64	0.97	1.06	1.06
	0.04	0.37	0.71	1.04	1.37	1.7	1.48
I1			0.13	0.341	0.53	0.53	0.53
	0.005	0.13	0.33	0.54	0.5	0.82	0.81
θ			64.8	101	146	180	180
	16.8	53	76	96.5	118	146	126

Мощность:

P₀ = U_бм²/2 = 0.245                            P₁ = U_бм1²/2 = 0.08

P_ср = (1+0,5·2 / 7) · P₀= 0.28              P_ср1 = (1+0,5·1/ 2) · P₀₁= 0.1т

Модуляционные характеристики с АМ – модуляцией.

Спектральные характеристики

АМ

АИМ

         S(w)                                                                          S(w)

                                                            w₀                                                                                                                       w₀

                         w₀ - Ω      w₀          w₀ + Ω                               Ω                      

Порядок выполнения работы:

1. Снимаем статическую модуляционную характеристику транзисторного усилителя при действии на входе высокочастотного колебания с частотой f = f_p и амплитудой U_бм = 0,4 В и U_бм = 0,7 В.

f = f_p = 204 кГц

Uбо, В	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Uкм при Uбм=0,4В	0,1	0,12	0,16	0,8	2,0	3,0	4,4	5,1	5,4
Uкм при Uбм=0,7	1,0	1,6	2,8	4,1	6,0	7,0	8,4	10,1	10,4

     2.Снимаем динамическую модуляционную характеристику и зависимость коэффициента модуляции напряжения на контуре (М = f(U_Ω)) при f = f_p  и частоте модуляции F = 1кГц, для U_бм = 0,4 В и U_бм = 0,7 В выбрав рабочую точку на середине линейного участка соответствующей статической характеристике.

UΩ, В	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	2,5
М при Uбм=0,4В	0,05	0,176	0,22	0,33	0,44	0,5	0,64	0,71	0,88
М при Uбм=0,7	0,11	0,185	0,23	0,35	0,46	0,51	0,6	0,63	0,83

3. Подаем напряжение полученного АМ сигнала на вход предварительно откалиброванного анализатора спектра и снимаем 2 характерные спектрограммы, фиксируя амплитуды и частоты гармоник.

F_p = 204кГц  U_бм = 0,05В U_бо = 0,6В          F_p = 204кГц  U_бм = 0,1В U_бо = 0,8В

М = 50%                                                       М < 30%

fгар,кГц	197	198	199	200	201
Um,мВ	0,4	1,5	3,2	1,7	0,3

fгар,кГц	196	197	198
Um,мВ	0,5	2,6	0,7

Um    мВ                                                                           Um    мВ

                     197  198   199  200 201              f,кГц                             196            197          198           f,кГц       

4.Заменяем колебательный контур сопротивлением R_к = 1кОм, зарисовываем осциллограммы коллекторного тока i_k(t) = U_k(t) / R,  представляющего сигнал с АИМ, при f = f_p, F = 1кГц, U_бм = 0,7 В и U_Ω, соответствующей М = 50%.

5.Снять спектральные характеристики сигнала с АИМ, при М = 0 и М = 50%.

 М = 0%                              М = 50%

Fг,кГц	193
Uм,мВ	1,75

Fг,кГц	192	193	194
Uм,мВ	0,4	1,8	0,4

Uм  мВ                                                        Uм  мВ

                          193              f,кГц                              192     193   194      f,кГц

6.Снимаем АЧХ усилителя; определяем добротность; снимаем зависимость М от частоты модулирующего сигнала, зафиксировав при этом характерные спектрограммы при f = f_p.

 

fΩ,кГц	0,02	0,05	0,1	1	2	3	4
Mp	0,28	0,35	0,4	0,33	0,18	0,12	0,03

1,0

0,8                                                    п.п.                               М

0,6

0,4

0,2                                                                                 0,4

                               190 195 200 204 210  215

                                                                                      0,2

 

                                                                                                   0,5    1            2            3              4    f_Ω,кГц

Выводы: На практике были исследованы спектральные и временные характеристики АМ – сигналов и сигналов с амплитудно – импульсной модуляцией (АИМ); физические процессы при модуляции и преобразовании АМ – сигналов в линейных цепях.