Исследование частотномодулированных колебаний и способов реализации частотных модуляторов и детекторов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Радиофизика»

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 12

«ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ И ЧАСТОТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ»

Преподаватель: Тамм Д.Л.

Студенты: Гаценко А.С.

Асфандиярова И.К.

Смирнов А.С.

гр.2091/1

Санкт-Петербург

2004г.

Цель работы:  расширение знаний о методах получения и детектирования частотномодулированных (ЧМ) колебаний и способах реализации частотных модуляторов и детекторов, приобретение навыков их экспериментального исследования.

Структурная схема лабораторной установки:

 

1.  Исследование частотного модулятора.

Схема частотного модулятора с подключённым к нему источником напряжения:

Статическая модуляционная характеристика: f=F(E)

f_н=1074 кГц, f_в=1159 кГц.

2.  Исследование частотного детектора.

Схема дифференциального частотного детектора:

Для дальнейших расчетов используем сводную таблицу для всех значений получившихся в результате эксперимента:

Детекторная характеристика дифференциального частотного детектора:

f₀=1120 кГц, f₀₁=1170 кГц, f₀₂=1080 кГц, f₀₂-f₀₁=90кГц.

3.  Снятие резонансных кривых контуров частотного детектора.

U_K1=U_K2=0.5 B.

U_K1MAX=U_K2MAX=0.75 B

f₂=1090 кГц, f₁=1180 кГц.

f₁-f₂=90 кГц.

Q₁=1180/(2*80)=7.375

Q₂=1090/(2*80)=6.8125

4.  Одновременное исследование частотного модулятора и частотного детектора.

Зависимость постоянного напряжения на входе от постоянного смещения на варикапе Ug=f(E):

E1MAX.

U см=-6.7 B, Eсм=6.5 B, Uсм=5,5 В, Есм=1,5 В.

Е0, U=0

Eсм=3В.

Е1=|E0-E1|=|3-6.5|=3.5

E2=|E0-E2|=1.5

5.  Получение изображения характеристики U=f(E) на экране осциллографа.

Δf=100 кГц.

6.  Осциллограммы модулирующего напряжения и напряжения на контурах и выходе частотного детектора.

Осциллограмма для U1:                                                            Осциллограмма для U2:

Осциллограмма для общего выхода:

7.  Получение осциллограмм (как в п.6) при модулирующем напряжении в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов.

Осциллограмма для U1:                                                           Осциллограмма для U2:

Осциллограмма для общего выхода:

Вывод:  в ходе работы были исследованы частотный модулятор: получена статическая модуляционная характеристика, исследованы частотные свойства детектора (fн=1074 кГц, fв=1154 кГц), что пригодилось в последующем исследовании модуляции.

Исследован частотный детектор: получена детекторная характеристика и параметры, при которой она проходит через нуль. Δf=90кГц, f₀=1120 кГц. Получены значения добротности для двух контуров.

Полезно отметить, что детекторная характеристика частотного детектора с одиночным контуром практически повторяет по форме резонансную кривую контура. Для того чтобы при детектировании не появлялись искажения изменяющаяся частота входного напряжения не должна выходить за пределы линейного участка детекторной характеристики, что было использовано в ходе работы.