Измерения комбинированным электроизмерительным прибором. Измерение постоянных токов и напряжений комбинированным прибором, страница 36

Частотная и фазовая модуляции неразрывно связаны между собой соотношением

,                                        (8.1)

где ω – циклическая частота и ψ – сдвиг фазы гармонического колебания.

Если модулирующий сигнал является однотональным sinΩt, то промодулированный сигнал с угловой модуляцией имеет вид

u(t) = U_mcos(ω₀t + M·sinΩt),                         (8.2)

где ω₀  - средняя (центральная) частота несущего  колебания;

U_m – амплитуда промодулированного сигнала;

Ω  - частота модулирующего сигнала;

М – индекс (глубина) частотной модуляции.

При М << 1 угловая модуляция не отличается от амплитудной.

Для частотной модуляции

,                 (8.3)

где Δω – девиация (отклонение от среднего значения) частоты несущего колебания;

U_Ω – амплитуда модулирующего сигнала;

k = 1 (рад/В·с) – коэффициент пропорциональности.

Для фазовой модуляции

М_ФМ = k·U_Ω .                                              (8.4)

Частотные и фазовые модуляторы собирают из управляемых генераторов гармонических колебаний. Если управляющий сигнал является дискретным, то частотные и фазовые модуляторы называют манипуляторами, которые манипулируют работой нескольких генераторов гармонических колебаний с фиксированными частотами.

В лабораторной установке в качестве управляемого генератора гармонического колебания с изменяющейся (управляемой) частотой используется колебательный контур, составленный из двух интеграторов и нелинейного звена с зоной насыщения. Управляющими (модулирующими) сигналами исследуемого частотного модулятора являются постоянный ступенчатый и синусоидальный сигналы, которые подаются как в отдельности друг от друга, так и одновременно вместе на вход частотного модулятора.

Выходы частотного модулятора представлены соответствующими выходами интеграторов управляемого генератора гармонического колебания.

Вначале выполним измерения параметров частотно- манипулированного, а далее, - частотно-модулированного сигналов.

Программа выполнения лабораторной работы:

          Учебный вопрос 8.1. Измерение параметров частотно-манипулированного радиосигнала.

Для выполнения этого измерения необходимо:

8.1.1. Активировать программу MATLAB.

8.1.2. Открыть библиотеку Simulink (Simulator – симулянт, модель, имитировать;  link – звено, блок) щелчком по кнопке  в строке меню.

8.1.3. Собрать схему лабораторной установки, которая изображена на рис. 8.1.1.

На рис. 8.1.1 обозначено:

1 и 3 – источники синусоидальных колебаний (несущие радиосигнала, манипулируемые колебания) SineWave, перетащить на рабочее поле из раздела Sources библиотеки Simulink,  щелкнув правой мышью, подтвердив текст «Addto…» и ОК. Далее двойным щелчком левой мышью открыть источники SineWave 1 и 3 на рабочем поле и настроить их параметры: Amplitude (амплитуда) 1; Bias (наклон) 0; Frequency  [rad/sec] (частота) 1 и 4 соответственно; Phase[rad] (фаза) 0; Sample time (количество проб, выборок) 0;

2 – источник манипулирующего сигнала в виде Pulse Generator (генератора прямоугольных импульсов), перетащить на рабочее поле из раздела Sources библиотеки Simulink, генерируемые импульсы отвечают передаваемым символам, например «1», а паузы между ними - символам «0»;

4 – манипулятор (ключ) Switсh, перетащить из раздела SignalPouting (сигнальные устройства) библиотеки Simulink;

5 – осциллограф (Scope) перетащить из раздела Sinks(приёмники информации) библиотеки Simulink, особенности его настройки будут приведены ниже.

После того, как все 1…5 блоки (звенья), изображенные на рис. 8.1.1, перенесли на рабочее поле, необходимо соединить их входы и выходы с помощью курсора. Удерживая нажатой клавишу Ctrl, курсором можно делать ответвления на схеме.