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:
1.
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.
2.
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)
3. 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)
4.
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.
5.
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
)
6.
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:
Из проделанной лабораторной работы можно сделать следующие выводы:
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.
|