Преобразование сигналов с использованием функциональных преобразователей, страница 3

7. По данным предыдущей задачи определите и постройте колебательную характеристику усилителя для смещения : а) 0.2 В, б) 0.4 В, в) 0.8 В. Как влияет напряжение смещения на эту характеристику?

8. На АПС (см. рис. 12.2) подаются напряжения:

;  .

Изобразите временные и спектральные диаграммы выходного напряжения для напряжения смещения : а) 0, б) , в) .

12.3.2. Умножитель и делитель частоты

9. При умножении частоты на вход ФП подается колебание частоты , а на выходе требуется получить колебание частоты . В основу построения схем таких умножителей частоты положены тригонометрические формулы кратных аргументов.

Используя сумматор (ОУ) и АПС, изобразите схемы умножителей для различных n (при этом на выходе не должно быть побочных продуктов преобразования): а) 2, б) 3, в) 4, г) 5. Определите амплитуду выходного напряжения умножителя и весовые коэффициенты сумматора.

10. Используя такие ФП, как сумматор и АПС, функционирующий в режиме извлечения квадратного корня (рис. 12.2, г), изобразите функциональные схемы деления частоты: а) в два раза, б) в четыре раза. Определите амплитуду выходного колебания, если на вход ФП подано напряжение .

11. По результатам решения задач 9 и 10 изобразите схему и определите амплитуду выходного напряжения для n: а) 0.5, б) 1.5, в) 2.5.

12.3.3. Амплитудный модулятор

12. АПС функционирует в режиме амплитудной модуляции, для чего на его входы  и  подаются напряжения

;  .

Найдите выражение для напряжения  и коэффициента модуляции . Изобразите временную и спектральную диаграммы выходного напряжения и график зависимости .

13. Изобразите временную и спектральную диаграммы напряжения на выходе ПС, если смещение по ошибке подано не на тот вход, т. е. если

;  .

14. Амплитудный модулятор, выполненный на базе микросхемы К140МА1, описывается семейством статических модуляционных характеристик  при , представленных на рис. 12.5.

Рис. 12.5

Рассчитайте динамическую модуляционную характеристику  и изобразите график для: а)  В,  мВ; б)  В,  мВ; в)  В,  мВ; г)  В,  мВ.

15. Пользуясь статической модуляционной характеристикой (рис. 12.5), определите и изобразите графически зависимость  для  мВ,  В.

16. Спектральная диаграмма АМК, полученного с использованием ПС, показана на рис. 12.6. Определите коэффициент модуляции  и амплитуду модулирующего сигнала , если смещение  считается заданным. Запишите аналитическое выражение и изобразите временную диаграмму АМК.

Рис. 12.6                                                            Рис. 12.7

17. На перемножитель сигнала К140МА1 поданы напряжения

,, В.

Осциллограмма напряжения на выходе перемножителя дана на рис. 12.7. Используя статическую модуляционную характеристику (рис. 12.5), определите напряжение смещения  и амплитуду напряжения  низкой частоты . Определите также коэффициент модуляции .

12.3.4. Детектор. синхронное детектирование

18. АПС используется для квадратичного детектирования АМ-сигнала, для чего на его объединенные входы  и  подается напряжение

, В.

Покажите, что возможно детектирование этого сигналя; каковы при этом требования к нагрузке детектора (т. е. фильтру – см. рис. 12.1)? Вычислите коэффициент гармоник выходного сигнала детектора, если , В.

19. АПС используется для синхронного детектирования АМ-сигнала. При этом на один вход () подается сигнал, а на второй вход () – опорное колебание, синхронизированное с сигналом, т. е. :

, .     (12.9)

Покажите, что синхронное детектирование в отличие от квадратичного будет неискаженным.

20. Докажите, что рассмотренный в предыдущей задаче синхронный детектор обладает фазовой и частотной избирательностью.

21. Требуется показать, что в схеме с использованием АПС и ФНЧ возможно неискаженное синхронное детектирование колебаний:

а) с подавленной несущей ();

б) с одной боковой частотой ();

в) с фазовой манипуляцией (, где  принимает в определенные моменты времени значения либо 0, либо 180°).

22. На рис. 12.8, а изображена схема синхронного детектора. Опорный сигнал  формируется из входного АМ-сигнала  с помощью компаратора и стабилитрона. На выходе стабилитрона образуется последовательность прямоугольных импульсов (рис. 12.8, б)

,

амплитуда  которых выбирается с таким расчетом, чтобы произведение  и  было меньше максимального размаха выходного напряжения; , .

Рис.  12.8

Покажите, что в спектре выходного сигнала АПС имеется полезное напряжение низкой частоты, которое может быть выделено ФНЧ.

23. АПС, функционирующий в режиме деления напряжений (рис. 12.2, в), используется в качестве синхронного детектора.