ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФПМТ
Кафедра РЭС
Отчёт по дисциплине
«Устройства генерирования, формирования и передачи сигналов
в защищённых системах радиосвязи»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОГЕНЕРАТОРА С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
Выполнили: Гущина С.Ю.
Шушарина А.К.
Чупракова М.О.
Проверил: Ефимов С.В.
Киров 2010
Цель работы: изучить параметры ЧМ сигналов, способы реализации частотной модуляции, принципы построения автогенераторов, управляемых по частоте; экспериментально исследовать автогенератор, в котором возможно осуществление частотной модуляции.
Оборудование: автогенератор с варикапом в кабельном контуре, генератор радиочастоты, осциллограф, селективный вольтметр, генератор звуковой частоты, мультиметр.
Ход работы:
Снятие характеристики частотного детектора и определение ее квазилинейного участка.
Рис.1 – Исследуемый макет.
Изменяя частоту генератора в пределах 410 - 510 кГц, зафиксирована величина U= с помощью вольтметра.
Результаты измерений занесены в таблицу 1.
Таблица 1:
fс , кГц | 410 | 420 | 430 | 440 | 450 | 460 | 470 | 480 | 490 | 500 | 510 |
U=, В | 11.9 | 11.74 | 10.9 | 9.35 | 6.93 | 4.3 | 2.17 | 0.96 | 0.31 | -0.13 | -0.25 |
fср , кГц | 460 |
По данным таблицы построим зависимость выходного напряжения от частоты Uвых=f (fс).
Рис.2 -Зависимость выходного напряжения от частоты Uвых=f (fс).
По линейному участку графика определили fср=460 кГц.
Регулировочная характеристика автогенератора.
Изменяя напряжение смещения на варикапе, фиксируем частоту генератора (таблица 2).
Таблица 2:
UУПР, В | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
fГЕН , кГц | 410,1 | 413,1 | 415,2 | 421,9 | 423,7 | 431,5 | 436,7 | 441,6 | 446 | 449,8 | 452,5 |
fср , кГц | 443 |
По данным таблицы построили регулировочную характеристику:
Рис.3 – Регулировочная характеристика fГЕН= f (UУПР)
Зависимость напряжения на выходе ЧД от напряжения смещения на варикапе автогенератора.
Изменяя напряжение смещения на варикапе автогенератора от 0 до 10 вольт переменным резистором «СМЕЩЕНИЕ», фиксируем значения постоянного напряжения на выходе частотного детектора.
Таблица 3:
UУПР, В | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
UВЫХ ЧД , В | 12,87 | 12,81 | 12,78 | 12,43 | 12,23 | 11,52 | 10,72 | 9,88 | 8,93 | 8,16 | 6,85 |
Построим зависимость UВЫХ ЧД = f (UУПР).
Рис. 4 - Зависимость UВЫХ ЧД = f (UУПР)
Модулирование колебания автогенератора синусоидальным напряжением звуковой частоты.
Частота автогенератора = 450 кГц;
Напряжение смещения = 9,3 В;
Частота низкочастотного генератора = 3 кГц;
Уровень напряжения на выходе НЧ-генератора = 4 В.
Рис. 5 – Изменения мгновенного значения фазы колебаний
При уменьшении амплитуды фаза колебаний изменяется:
Рис. 6 – Изменения мгновенного значения фазы колебаний
Амплитуду напряжения звукового генератора поставили вновь 4 В. Изменяем частоту:
Рис. 7 – Изменения мгновенного значения фазы колебаний при частоте звукового генератора 6 кГц
Рис. 8 – Изменения мгновенного значения фазы колебаний при частоте звукового генератора 11 кГц
Подключили вход осциллографа к гнезду КТ3:
Рис. 9 - Напряжение звуковой частоты на выходе частотного детектора
Амплитуда напряжения = 4 В.
Частота = 3 кГц.
При уменьшении амплитуды низкочастотного генератора уменьшается амплитуда на выходе частотного детектора и наоборот. Аналогично происходит и с частотой.
АЧХ автогенератора с частотной модуляцией.
Изменяя частоту генератора ЗЧ от 50 Гц до 10 кГц, напряжение на выходе генератора ЗЧ поддерживаем равным 4 В. С помощью осциллографа наблюдаем напряжение ЗЧ на выходе ЧД и заносим данные в таблицу 4.
Таблица 4:
fЗЧ , кГц | 0,05 | 0,1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
UВЫХ ЧД , В | 5,4 | 5,4 | 5 | 4,8 | 4,2 | 3,5 | 3 | 2,7 | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 1 |
По данным таблицы построим зависимость UВЫХ ЧД = f(fЗЧ). АЧХ частотного детектора в указанной области частот считаем линейной.
Рис. 10 - Зависимость UВЫХ ЧД = f(fЗЧ)
Определение спектрального состава частотно модулированных колебаний.
Произведем измерение частоты и напряжения спектральных составляющих колебаний на выходе ЧМ генератора при следующих значениях частоты и напряжения модулирующих гармонических колебаний:
1) F=1 кГц U=1 В - U=1.5 В F=462.2 кГц;
2) F=3 кГц U=1 В - U=1.5 В F=461 кГц;
3) F=1 кГц U=4 В - U=1.5 В F=459,8 кГц;
4) F=3 кГц U=4 В - U=1.5 В F=461 кГц;
Выводы:
В ходе лабораторной работы изучили параметры ЧМ сигналов, способы реализации частотной модуляции, принципы построения автогенераторов, управляемых по частоте; исследовали автогенератор, в котором возможно осуществление частотной модуляции.
Из проделанной лабораторной работы можно сделать следующие выводы:
1) Автогенератор может работать только в определённом диапазоне частот, где выполняется баланс амплитуд и баланс фаз.
2) При перестройке частоты автогенератора путём изменения смещения на варикапе, частота сигнала на выходе меняется не сразу, что связано с временем, требуемым для установления рабочего режима.
3) В основе частотного детектора лежат колебательные контура и для корректного демодулирования сигнала необходимо, чтобы рабочая точка находилась на линейном участке характеристики.
4) При росте частоты модулирующего колебания напряжения на выходе ЧД падает, что связано с большими потерями в схеме, а при росте амплитуды модулирующего колебания наблюдаются нелинейные искажения, что связано с выходом рабочей точки с линейного участка характеристики ЧД.
Другие работы по теме:
Лабараторные работы по генерированию
Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ КОЛЕБАНИЙ АВТОГЕНЕРАТОРОВ С ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ И КВАРЦЕВОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ
Генераторы синусоидальных колебаний
Электронные генераторы как устройства, преобразующие электрическую энергию источника постоянного тока в энергию электрических колебаний заданных формы. Условия самовозбуждения колебаний. Автогенераторы типа фазосдвигающих цепей. Условие баланса фаз.
Проектирование автомобильного передатчика
Составление структурной схемы передатчика. Описание устройства и принципа работы генератора с внешним возбуждением; расчет его энергетической и колебательной систем и вспомогательных элементов. Определение основных характеристик кварцевого автогенератора.
Теория электрических цепей
1.введение. в процессе данной работы необходимо спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую “сетку частот”, то есть несколько гармонических колебаний. Подобное устройство содержит автогенератор, вырабатывающий исходное (задающее) колебание; нелинейный преобразователь, искажающий форму сигнала; набор активных фильтров, выделяющих требуемые гармоники, и масштабирующие усилители предназначенные для согласования входных и выходных сопротивлений устройств, а так же для поддержания необходимого уровня формируемого сигнала.
Передатчики с угловой модуляцией
Некоммерческое акционерное общество «АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ» Кафедра радиотехники РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 2 на тему: Передатчики с угловой модуляцией
Связной передатчик с амплитудной модуляцией
Обоснование функциональной схемы передатчика. Расчет и определение транзистора для оконечной ступени передатчика. Расчет оконечного каскада, входного сопротивления антенны, цепи согласования. Определение коллекторной цепи генератора в критическом режиме.
Радиопередатчик с частотной модуляцией
Использование радиопередатчика с частотной модуляцией для связи между группами людей и обоснование его структурной схемы: один генератор, умножительные и усилительные каскады. Расчет электронного режима транзистора и выбор типа кварцевого резонатора.
Радиопередатчик радиорелейной линии с цифровой модуляцией
Разработка передатчика для конечной станции радиорелейной линии связи с восьмиуровневой относительной фазовой манипуляцией в качестве модуляции. Выбор наиболее эффективных путей реализации современных технических условий на проектируемое устройство.
Автогенератор с буферным каскадом
Применение станционной радиосвязи для ускорения оборота вагонов на крупных железнодорожных станциях. Проектирование каналообразующих устройств, разработка автогенератора гармонических колебаний с буферным каскадом, расчеты электротехнических схем.
Передающая система РЛС. Канал обзора (передатчик обзора)
Предназначение передающей системы: формирование радиочастотного зондирующего импульса с заданными характеристиками. Определение рабочей частоты передатчика, его достоинства и недостатки. Обеспечение необходимого усиления. Устройство передающей системы.
Передатчик связной радиостанции
Расчёт передатчика и цепи согласования. Расчёт структурной схемы и каскада радиопередатчика, величин элементов и энергетических показателей кварцевого автогенератора. Нестабильность кварцевого автогенератора и проектирование радиопередающих устройств.
Линейная теория и условия самовозбуждения автогенератора
Понятие и принципы получения незатухающих гармонических колебаний. Сущность задачи исследования генераторов, условия и возможности их возбуждения, общие принципы работы. Линейная теория автогенератора, порядок составление дифференциального уравнения.
Уравнение стационарного режима автогенератора и его анализ
Особенности квазилинейного метода анализа стационарного режима автогенератора. Причины возникновения и стабилизации колебаний в автогенераторе при мягком и жестком рабочем режиме активного прибора. Выбор рабочей точки при мягком режиме самовозбуждения.
Теория электрических цепей
Расчет реакции цепи на воздействие произвольной формы. Импульсная характеристика цепи. Cхема автогенератора и график колебательной характеристики. Крутизна характеристики транзистора, при которой наступит самовозбуждение автогенератора. Частота генерации.
Расчет и конструирование АМ передатчика
Разработка структурной схемы передатчика с базовой модуляцией, числа каскадов усиления мощности, оконечного каскада, входной цепи транзистора, кварцевого автогенератора, эмиттерного повторителя. Эквивалентное входное сопротивление и емкость транзистора.
Базовые схемы режимов самовозбуждения
Анализ режимов самовозбуждения при использовании различных характеристик автогенератора: мягкий, жесткий режим, автоматическое смещение. Особенности упрощенной схемы транзисторного автогенератора гармонических колебаний с трансформаторной обратной связью.
Генератор электрических колебаний высокой частоты
Передача сигналов электросвязи, преобразование энергии источника постоянного напряжения в энергию колебаний при помощи генератора высокой частоты. Назначение, принципы работы и структурные схемы автогенератора, условия и типы режимов их самовозбуждения.
Связные радиопередающие устройства с частотной модуляцией
Проектирование связного радиопередающего устройства с частотной модуляцией (ЧМ). Структурные схемы передатчика с прямой и косвенной ЧМ. Расчет оконечного каскада, коллекторной и входной цепей. Расчет цепи согласования оконечного каскада с нагрузкой.
Связной радиопередатчик с частотной модуляцией
Основные характеристики и принцип работы связного радиопередающего устройства, использующего частотную модуляцию. Варикапы для регулировки частоты генератора по диапазону. Девиация частоты на выходе автогенератора и ширина спектра радиочастот сигнала.
Проектирование связного передатчика
Структурная схема передатчика. Краткое описание структурной схемы. Трактовка схемных решений для автогенератора. Подробное обоснование роли элементов схемы. Расчет режима оконечного каскада РПУ и коллекторной цепи выходного каскада. Параметры антенны.
Грисвольд против Коннектикута
Введение 1 Предыстория 1.1 Тайлстон против Ульмана 1.2 Поу против Ульмана 2 Внешние ссылки Грисвольд против Коннектикута Введение Дуглас, присоединились Уоррен, Кларк, Бреннан, Голдберг