Исследование основных характеристик преобразователя частоты (частота сигнала 1000 кГц, промежуточная частота 465 кГц)

Министерство образования и науки РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра РПУ

Лабораторная работа № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Факультет: РЭФ

Группа: РТВ14-91

Студент: Архипенко А.

                 Лисица И.

                 Холуянов И.

Преподаватель:

                 Савиных И.С.

                 Белоруцкий Р.Ю.

Новосибирск 2013

Цель работы: исследование основных характеристик преобразователя частоты.

Рис. 1. Принципиальная схема измерительной установки.

1.  Порядок выполнения работы:

1.1.  Произвести предварительные установки в макете и в программном обеспечении

1.2.  Установить переключатель на макете в положение S6, что соответствует выбору f_пр=465 кГц

1.3.  Выбрать в программе «Измеритель коэффициента передачи преобразователя». Установить в программе амплитуду сигнала 30мВ, диапазон от  350 до 550 кГц и шаг 1 кГц. Выбрать режим сканирования и включить программу в режим измерений.

1.4.  В окне программы будет отображаться зависимость коэффициента передачи преобразователя по каналу прямого прохождения от частоты. Используя эту зависимость, определить и записать значение промежуточной частоты.

f_пр=435 кГц

2.  Измерение зависимости коэффициента передачи преобразователя частоты от напряжения гетеродина.

2.1. Установить в программе диапазон изменения частоты от 900 до 1100 кГц и шаг                                                              1 кГц.

2.2. Вращая на макете ручку f_г более точно установить частоту сигнала 1000 кГц         (+-10 кГц)

2.3 Изменяя положение ручки U_г измерить и записать в табл. 1 значения коэффициента передачи и частоты основного канала приема (К_ок, f_ок) в зависимости от положения ручки U_г.

Таблица №1

Uг	1	2	3	4	5	6	7
Кпп	7.711	6.027	5.539	4.829	4.195	3.898	4.024
Кок	--	0.477	1.21	1.939	2.301	2.065	2.485
Кзк	--	0.445	0.88	2.15	2.176	2.058	2.039
К2г1	--	--	0.389	0.62	0.315	--	--
К2г2	--	--	0.352	0.537	0.303	0.266	--
fпп	434	435	435	435	435	435	435
fок	--	1502	1500	1500	1500	1499	1499
fзк	--	2368	2369	2369	2369	2369	2368
f2г1	--	--	3.435	3434	3434	--	--
f2г2	--	--	4303	4302	4302	4303	--

2.4 Рассчитать частоту зеркального канала, а также частоты дополнительных каналов приема на второй гармонике гетеродина при верхней настройке гетеродина для измеренных значений  f_с  и f_пп.

f_зк= f_с+ f_пп=

f_2г1= 2f_г1+ f_пп=

f_2г2= 2f_г2-f_пп=

f_г= f_пп+ f_с =

2.5 Построить семейство зависимостей коэффициента передачи преобразователя от положения ручки U_г.

Рис. 1.1. Зависимости коэффициентов передачи преобразователя частоты от напряжения гетеродина.

3.  Измерение селективностей преобразователя частоты с преселектором  по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения.

Измерение селективностей будет производиться для двух значений промежуточных частот : 110 кГц и 465 кГц. Частоты сигнала равны 600 и 1000 кГц.

3.1 Установить в программе режим «сканирования по частое». Диапазон изменения частоты от 50 до 200 кГц и с шагом 1 кГц. По положению максимума АЧХ определить точное значение промежуточной частоты.   f_пч=105 кГц

3.2 Задать  программе диапазон частот анализа от 500 до 700 кГц шаг по частоте 1кГц и амплитуду сигнала 30 мВ. Изменяя положение ручки f_г на макете установить частоту основного канала приема 600 кГц.

3.3 Изменяя положение ручки f_с на блоке усилителя высокой частоты макета добиться максимального значения коэффициента передачи по основному каналу приема К_ос и записать его значение в таблицу 2.

3.4 Измерить коэффициенты передачи по каналу прямого прохождения, по зеркальному каналу, записать в таблицу соответствующие значения частот и коэффициентов передачи.

Таблица №2

fпч	110		465
fс	600	1200	600	1200
Кок	27	60	6.3	6.7
Кпп	0.035	0.05	6.4	6.5
Кзк	0.95	7	6.7	6.5
Seпп	540
Seзк	20

3.5 Повторить измерения для частоты сигнала 1000 кГц и промежуточной частоы 465 кГц.

3.6 Рассчитать частоту зеркального канала для верхней и нижней настройки гетеродина.

f_зк1= f_с+2* f_пп=

f_зк2= f_с+2* f_пп=

f_зк1= f_с+2* f_пп=

f_зк2= f_с+2* f_пп=

Выводы по результатам проведенных измерений:

1.  При увеличении напряжения гетеродина увеличиваются коэффициенты передачи основного канала, зеркального канала и дополнительных каналов приема на второй гармонике гетеродина. Это происходит из-за увеличения соответствующих гармоник крутизны преобразования. Полученные экспериментальные данные совпадают с теоретической зависимостью.

2.  Сигнал на промежуточной частоте имеет набольший коэффициент усиления из-за наибольшей крутизны преобразования. Так как при увеличении порядка преобразования уменьшается крутизна преобразования и, следовательно, коэффициент преобразования.

3.  Селективность по каналу прямого прохождения падает при переходе к промежуточной частоте 467 кГц, поскольку уменьшается расстройка по частоте до основного канала. По этой же причине селективность по каналу прямого прохождения увеличивается при переходе к более высокочастотному основному сигналу. Экспериментальные данные совпадают с теоретической зависимостью.  

4.  Селективность по зеркальному каналу увеличивается при увеличении промежуточной частоты, поскольку увеличивается расстройка до основного канала.  Селективность по зеркальному каналу уменьшается при переходе к более высокочастотному основному сигналу из-за расширения полосы пропускания преселектора в диапазоне рабочих частот.

5. Коэффициент передачи канала прямого прохождения уменьшается при увеличении амплитуды напряжения гетеродина, т.к. уменьшается постоянная составляющая крутизны преобразователя. Объясняется это нелинейным характером зависимости крутизны преобразователя  от входного напряжения, приводящее к негармоническому характеру изменения крутизны. Теоретически при линейной зависимости крутизны преобразователя от входного напряжение коэффициент передачи канала прямого прохождения определяется лишь постоянным напряжением смещения и не зависит от амплитуды напряжения гетеродина.

6.   Увеличение коэффициентов передачи основного канала и дополнительных каналов приема при увеличении промежуточной частоты объясняется пропорциональной зависимостью резонансного сопротивления выходного контура преобразователя от частоты. Увеличение резонансного сопротивления контура приводит к уменьшению его проводимости и, следовательно, к увеличению коэффициента передачи преобразователя.  Полученные экспериментальные данные не совпадают с теоретической зависимостью.