Назначение детектирования модулированных колебаний. Расчет необходимого значения сопротивления нагрузки детектора

Государственный комитет Российской Федерации по связи и информатизации

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Факультет заочного обучения

Контрольная работа №1

по ТЭС вариант №7

студента 3 курса факультета МЭС

Шарикова Полиграфа Полиграфовича

Студенческий билет № 999мар-037

Домашний адрес: 666037 г. Магадан, Магаданской обл., Магаданского р-на, ул. Студенческая 37

Работа выслана в СибГУТИ                марта 2000г.

Оценка _______________”______”_______________1999г.

Преподаватель _______________________________

Задача 1

Стационарный случайный процесс  имеет одномерную функцию плотности вероятности (ФПВ) мгновенных значений , график и параметры которой приведены ниже.

a	2
b	8
c	3
d	6
e	0.3

Требуется:

1.  Определить параметр  ФПВ.

Выразим функцию распределения вероятностей через ФПВ.

На участке .

На участке .

На участке .

На участке .

В точке  ФРВ равна

2.  Построить ФПВ  и функцию распределения вероятностей (ФРВ)  случайного процесса.

3.  Определить первый  (математическое ожидание) и второй  начальные моменты, а также дисперсию  случайного процесса.

Задача 2

Энергетический спектр гауссовского стационарного случайного процесса  равен . Среднее значение слу чайного процесса равно .

	0.006
	400
	-3
a	-5
b	0.5
c	-4
d	-1.5

Требуется:

1.  Определить корреляционную функцию случайного процесса.

Для узкополосного процесса

Здесь широкополосный процесс и должна быть применена другая формула.

2.  Рассчитать величины эффективной ширины спектра и интервала корреляции рассматриваемого процесса.

Неверно, исправить.

3.  Изобразите графики  и  с указанием масштаба по осям и покажите на них эффективную ширину спектра и интервал корреляции.

График функции корреляции симметричен относительно OY.

4.  Запишите выражение для функции плотности вероятности  гауссовского стационарного случайного процесса и постройте её график.

Для гауссовского процесса

5.  Определите вероятности того, что мгновенные значения случайного процесса будут меньше а —; будут больше b —; будут находиться внутри интервала  —.

Вас попросят привести расчеты сделанные с помощью таблиц в конце методички. Задача 3

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) биполярного транзистора амплитудного модулятора аппроксимирована выражением:

где  - ток коллектора транзистора;

- напряжение на базе транзистора;

S - крутизна вольт-амперной характеристики;

- напряжение отсечки ВАХ.

S,mA/B	105
Uo,B	0.40
Um,B	0.45

Требуется:

1.  Объяснить назначение модуляции несущей и описать различные виды модуляции.

Модуляция несущей используется для передачи  сообщений от многих источников по одному каналу, либо для изменения спектра сигнала с целью обеспечения наилучшего приема сообщения приемником.

Например, передача изображения набольшие расстояния без модуляции невозможна.

Уравнение несущей можно описать  уравнением , где уравнение описывающее амплитуду сигнала

уравнение описывающее мгновенную фазу сигнала.

Преобразуя пространство сигнала  в пространство функции  получим амплитудную модуляцию.

Если мгновенная фаза изменяется по закону

получим угловую модуляцию

Если воспользуемся уравнением

получим частотную модуляцию.

2.  Изобразить схему транзисторного амплитудного модулятора, пояснить принцип ее работы и назначение ее элементов.

На схеме

источник напряжения несущей

 источник модулирующего напряжения

 источник напряжения смещения на базе транзистора

 источник напряжения в цепи коллектора транзистора

 колебательный контур, настроенный на частоту колебаний несущей с полосой пропускания содержащей боковые частоты..

На вход транзистора подается сумма трех источников напряжения

Транзистор работает в нелинейном режиме и ток через базу протекает только когда .

В коллекторе транзистора будет протекать ток рис. №# содержащий гармоники частот . Ток протекающий через колебательный контур создает на нем напряжение. Причем максимальное для гармоник  лежащих в его полосе пропускания. И на выходе мы получим модулированный сигнал.

3.  Дать понятие статической модуляционной характеристики (СМХ). Рассчитать и построить (СМХ) при заданных S,  и значении амплитуды входного высокочастотного напряжения .

СМХ – это зависимость амплитуды первой гармоники тока протекающего в нелинейном элементе от , при отсутствии модулирующего напряжения и постоянной амплитуде ВЧ сигнала.

Рассчитаем  СМХ

Угол отсечки равен

Первая гармоника тока

Графики функций приведены ниже.

           

4.  С помощью статической модуляционной характеристики определить оптимальное смещение  и допустимую величину амплитуды  модулирующего напряжения , соответствующие неискаженной модуляции.

Выберем рабочий участок равный 0,2-0,52В.На этом участке СМХ линейна.

,  

5.  Рассчитать коэффициент модуляции  для выбранного режима. Построить спектр и временную диаграмму АМ-сигнала.

Спектр сигнала.

Задача 4

Вольт-амперная характеристика диода амплитудного детектора аппроксимирована отрезками прямых:

На входе детектора действует амплитудно-модулированное колебание:

S, mA/B	70
	0.65
	0.6
	1.1
, кГц	550
F, кГц	7

Требуется:

1.  Пояснить назначение детектирования модулированных колебаний. Изобразить схему диодного детектора и описать принцип ее работы.

Модулированный сигнал несет информацию и операцию выделения этой информации называется детектирование.

Входное напряжение преобразуется диодом в сигнал следующей формы.

RC – цепочка является фильтром нижних частот и выделяет из спектра сигнала постоянную составляющею и первую гармонику модулирующего сигнала.

2.  Рассчитать необходимое значение сопротивления нагрузки детектора  для получения заданного значения коэффициента передачи детектора .

Для линейного детектора на диоде

Воспользовавшись формулой связывающей угол отсечки, S и R, найдем требуемое сопротивление.

Значение сопротивления нужно выбрать из стандартного ряда.

3.  Выбрать значение емкости нагрузки детектора  при заданных  и F.

Найдем C.

Спросите преподавателя как решается этот пункт.

Выберем 

4.  Рассчитать и построить спектры напряжений на входе и выходе детектора.

Спектр сигнала на входе.                                Спектр сигнала на выходе.