Исследование работы ВЧ ЦАП в радиопередающем устройстве (Лабораторная работа № 1)

Министерство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

 Кафедра РТУ

Лабораторная работа №1

«Исследование работы ВЧ ЦАП в радиопередающем устройстве»

Бригада №2

Выполнили: ст.гр 815

Винокурова Е.В

                                                                                                Кочетков П.А

                                                                                               Мозохин А.С

                                                                       Проверил:

Васильев Е.В.

Рязань 2012

Структурная схема лабораторного макета синтезатора частоты:

Выполнение лабораторной работы

1.1 Изучение спектра выходного колебания ЦАП при формировании гармонического сигнала

Fтакт=20 МГц, Fвх=5 МГц.

Спектр выходного сигнала:      

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5	120
2	14,6	115
3	34,08	110
4	54,59	102,5
5	74,41	100
6	94,58	95,5
7	114,74	95

Спектр выходного сигнала, пропущенного через сглаживающий фильтр:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5	115
2	24,69	60
3	34,42	45
4	55,29	22,5
5	75,45	7,5
6	94,9	0

Fтакт=20 МГц, Fвх=7 МГц.

Спектр выходного сигнала:      

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	6,61	117,5
2	26,43	112,5
3	46,59	102,5
4	66,76	100
5	86,5	100

Спектр выходного сигнала, пропущенного через сглаживающий фильтр:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	6,26	120
2	12,87	100
3	26,7	57,5
4	46,24	37,5
5	60,85	15

Fтакт=50 МГц, Fвх=5 МГц.

Спектр выходного сигнала:      

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	4,52	120
2	33,38	62,50
3	45,20	105
4	94,92	97,5
5	114,30	97,5

Спектр выходного сигнала, пропущенного через сглаживающий фильтр:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5,22	120
2	14,60	37,5
3	24,34	20
4	34,42	20
5	44,51	32,5
6	59,46	17,50

Fтакт=100 МГц, Fвх=5 МГц.

Спектр выходного сигнала:      

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	4,52	120
2	17,04	45
3	28,16	40
4	33,03	60
5	42,77	62,50

Спектр выходного сигнала, пропущенного через сглаживающий фильтр:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	4,52	115
2	15,65	35
3	24,34	27,50
4	34,08	26,50
5	44,51	12,50

1.2 Исследование АЧХ ядра цифроаналогового преобразования

Для случая с  Fтакт=20 МГц, Fвх=5 МГц.

Формула для расчета амплитуды:

Sдб=20lg|(sin(pi*Fвх/Fтакт))/(pi*Fвх/Fтакт))|

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ	Амплитуда, рассчитанная по формуле, дБ
1	5	109	-0,91115
2	15	108,5	-10,4418
3	25	105,3	-14,9274
4	35	102,94	-17,7345
5	45	100	-20,0288
6	55	99	-21,6977

1.3 Выделение полезных спектральных составляющих

Частота интерполяции из интервала 6…7 МГц, кратна 0,1 МГц

Fтакт=20 МГц

Спектр напряжения выхода ФНЧ с частотой среза 10 МГц:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
0	6,61	117,5
1	93,18	97,5
2	106,05	97,5
3	192,63	95

Fтакт=50 МГц, интерполяция двукратная

Спектр напряжения выхода ФНЧ:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
0	43,12	102,5
1	56,33	102,5
2	92,84	97,5
3	106,4	97,5

Fтакт=100 МГц, интерполяция двукратная

Спектр напряжения выхода ФНЧ:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
0	6,61	117,50
1	31,29	62,5
2	69,54	45
3	83,10	45

Fтакт=20 МГц, интерполяция двукратная

Спектр напряжения выхода ФНЧ:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
0	6,61	120
1	46,59	122,72
2	72,67	99,26
3	86,23	100,99

Fтакт=20 МГц, Fвх=5 МГц (выбрана из интервала 4,9…5,1), отключен ФНЧ, а к ЦАП подключен полосовой фильтр:

Спектр напряжения выхода ФНЧ:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	15	97,91
2	14,90	59,11
3	15,10	58,69

1.4 Исследование эффектов, влияющих на чистоту спектра выходного сигнала передатчика

Fтакт=50 МГц, Fвх=5 МГц

Немного изменяем частоту Fвых (примерно на 100…300 кГц)

Спектр напряжения выхода:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5	113,81
2	5,10	-2,9
3	5,20	-11,48

Уменьшаем количество разрядов ЦАП до 12:

Спектр напряжения выхода:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5	113,8
2	5,10	25,73
3	5,20	23,87

Уменьшаем количество разрядов ЦАП до 8:

Спектр напряжения выхода:

Номер гармоники	Частота, МГц	Амплитуда, дБ
1	5	113,8
2	5,10	28,7
3	5,20	15,40

Выводы по лабораторной работе:

В данной лабораторной работе мы исследовали работу ВЧ ЦАП в радиопередающем устройстве, изучили спектр выходного сигнала с фильтрацией и без фильтрации. Можно сделать вывод, что различные эффекты (изменение отношения Fтакт/Fвх, а также разрядности ЦАП) меняют частоту спектра выходного сигнала передатчика.