Исследование автогенератора с частной модуляцией

Рефераты по физике » Исследование автогенератора с частной модуляцией

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.