Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження детектора амплітудно-модульованих сигналів
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Методи приймання та обробки сигналів
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
/
Лабораторна робота №1
на тему:
“ Дослідження детектора амплітудно-модульованих сигналів ”
Львів –
МЕТА РОБОТИ
Мета роботи - вивчення основних залежностей і експериментальне дослідження фізичних процесів, що мають місце при детектуванні діодними і транзисторними детекторами амплітудно-модульованих неперервних та імпульсних сигналів.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Амплітудні детектори (АД) призначені для перетворення амплітудно- модульованих сигналів у напругу, що змінюється за законом амплітудної модуляції. Схему детектора можна подати у вигляді нелінійного елемента, на вхід якого підводиться напруга ит детектованого сигналу, а на виході під'єднується
лінійний двополюсник: паралельно з'єднані активний опір резистора Ян і ємність конденсатора Сн - навантаження детектора, який виконує функцію фільтра низької частоти (ФНЧ) (див. рис. І,а). В результаті детектування на виході АД виділяється огинаюча амплітудно-модульованого сигналу, тобто напруга сигналу модуляції (рис. 1,6).
/
Рис.1. Еквівалентна схема та часові діаграми роботи детектора амплітудно- модульованих коливань.
і
б)
При відсутності модуляції на вході на виході детектора буде тільки постійна напруга и=, в іншому випадку, крім постійної, буде і напруга сигналу модуляції ип. При детектуванні відбувається перетворення спектру, що полягає у його звуженні з 2¥в - до Рв при відсутності в ньому складової з несівною частотою, а також появі постійної складової (рис. 2). Величина Рв - це найвища частота сигналу модуляції.
Найбільш широке застосування знаходять прості і економічні діодні детектори (ДД), які характеризуються малими нелінійними спотвореннями при максимальному динамічному діапазоні вхідних сигналів.
Рис.2. Спектральні складові амплітудно-модульованого сигналу до детектування (а) та після детектування (б)
Транзисторні детектори (ТД) у порівнянні з діодними дають виграш в коефіцієнті передачі, працюють при менших значеннях вхідних сигналів, а також можуть бути використані в ролі суміщених детекторів, коли вони одночасно використовуються для формування сигналу системи автоматичного регулювання підсилення (АРП). ТД мають більші нелінійні спотворення, низькі вхідний і вихідний опори, разом з тим добре поєднуються з інтегральною технологією, тому знаходять широке застосування в малогабаритній радіоапаратурі реалізованій на інтегральних мікросхемах.
Розрізняють дві схеми діодних детекторів - послідовну (рис. 3) і паралельну (рис. 4)
-Е
/
Рис. 3. Схеми послідовного діодного детектора без додаткового зміщення (а) та з додатковим зміщенням (б).
У порівнянні з діодними детекторами ТД мають значно більший коефіцієнт передачі при значному рівні нелінійних спотворень. Із схем транзисторних детекторів найбільш широке застосування знайшла схема колекторного детектора, суміщеного з детектором формування сигналу АРП (рис.
. ‘ '
/
Рис. 5. Принципова схема колекторного детектора, суміщеного з детектором формування сигналу АРП
Величиною вхідного опору детектора оцінюється шунтуюча дія детектора на попередній каскад. Вхідний опір детектора має комплексний характер, при цьому вхідна ємність детектора обов’язково враховується при настроюванні контуру вихідного каскаду ППЧ.
Експериментально вхідний опір детектора визначають за формулою: де Ск - еквівалентна ємність контура ППЧ; ё = 1/р - втратність навантаженого контура ППЧ; сІк=1/(Зк - втратність ненавантаженого контура.
Добротність контура (З визначають із резонансної характеристики,
г) нелінійні спотворення, що можуть виникнути при детектуванні, які оцінюються коефіцієнтом гармонік.
/
де и^т, и2пт, и3от - амплітуди гармонік сигналу модуляції.
д) амплітудно-частотна і фазо-частотна характеристики (АЧХ і ФЧХ) у зв'язку з комплексним характером навантаження мають нелінійний характер. АЧХ детектора -це залежність вихідної напруги низької частоти від частоти модуляції нормально модульованого сигналу.
Нерівномірність АЧХ визначається характером навантаження 2Н і досягає найбільшої величини на верхній частоті модуляції Рв. Фазові спотворення в АД оцінюються по нелінійності ФЧХ/ Оскільки вухо не реагує на фазові спотворення, для радіомовних приймачів фазові спотворення не нормуються;
е/ рівень фільтрації високочастотної напруги в схемі детектора, який оцінюється коефіцієнтом фільтрації, що рівний відношенню напруги високої частоти на вході детектора до напруги цієї частоти на його виході.
Наявність напруги високої частоти иювих на виході детектора може привести до перевантаження ПНЧ приймача і знизити стійкість його роботи в зв’язку з виникненням зворотних зв’язків на проміжній частоті. Вважається достатнім Кф > 50 ... 100.
Аналіз роботи діодних АД полягає у знаходженні зв’язків їх кількісних показників з параметрами діодів і навантаження, що в них застосовуються. Властивості діода визначаються його вольтамперною характеристикою. Для створення математичної моделі цієї характеристики необхідно вибрати функцію її апроксимації.
Для відносно малих значень напруг ивх < 0,2 В вольтамперна характеристика (ВАХ) діода описується експонентою. В схемах детекторів приймачів, у випадку, коли амплітуда вхідної напруги перевищує 1В і забезпечується відносно високий вхідний опір підсилювача низької частоти, висока точність розрахунку забезпечується при лінійно-ламаній апроксимації характеристики діода. ,, .
При детектуванні слабих сигналів, коефіцієнт передачі детектора Кд « 1 і пропорційний амплітуді вхідного сигналу. Детекторна характеристика в зв’язку з лінійною залежністю Кд від амплітуди сигналу квадратична. При детектуванні сигналів у експоненціальній ділянці характеристики можливі нелінійні спотворення, які викликані нелінійністю детекторної характеристики, що мають місце при детектуванні слабих сигналів.
У режимі сильних сигналів детекторна характеристика лінійна Для типового приймача втрати на внутрішньому опорі діода детектора незначні і тому коефіцієнт передачі за напругою близький до одиниці.
РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
По вольтамперних характеристиках (ВАХ) діода (взятих з довідника або заданих викладачем) визначити крутість характеристики у режимі лінійного детектування для всіх значень RH, а також коефіцієнт передачі, користуючись графіком і побудувати його залежність від опору навантаження.
Визначити вхідний опір для всіх схем ДД без урахування і з урахуванням зворотного опору діода.
Для частот модуляції І кГц ї 15 кГц для заданих постійних часу тн визначити значення mmax, при якому можуть виникнути нелінійні спотворення, обумовлені їнерційністю детектора.
За розрахованим в попередньому пункті значенням mmax визначит е величину вхідного опору підсилювача низької частоти Rßxraq, ввімкненого на виході детектора, при якому не буде спотворень типу "відсічка".
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Дослідження ДД неперервних AM сигналів:
а) дослідження залежності коефіцієнта передачі детектора для немодульованих і модульованих сигналів від опору навантаження для різних типів діодів;
б) дослідження детекторної характеристики ДД в залежності від величини опору навантаження;
в) дослідження вхідного опору детектора в залежності від величини опору навантаження;
г) дослідження впливу режиму детектування на величину нелінійних спотворень;
д) дослідження впливу інерційності навантаження детекторів на нелінійні спотворення;
е) дослідження впливу вхідного опору першого каскаду ПНЧ на роботу детектора;
є) дослідження АЧХ ДД в залежності від величини постійної часу кола навантаження;
ж) дослідження впливу способів фільтрації ВЧ напруги на параметри детектора.
Дослідження ТД неперервних АМ сигналів:
а) провести порівняльні дослідження колекторного ТД і ДД; за коефіцієнтом передачі детектора для модульованих сигналів Кд;
б) за величиною вхідного опору;
в) за рівнем нелінійних спотворень.
Провести порівняльні дослідження схем колекторного і колекторно- емітерного ТД:
а) за коефіцієнтом передачі Кд;
б) за рівнем нелінійних спотворень. РЕЗУЛЬТАТ ВИКОНАННЯ:
АМ:
Uвх,мВ
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
Uвих, мВ
0,1
0,3
0,4
0,7
0,9
1
0,8
0,6
0,4
0,3
/
Не АМ:
Uвх,мВ
50
60
80
90
100
120
130
150
Uвих, мВ
0,2
0,25
0,29
0,35
0,5
0,55
0,4
0,38
/
Побудова АЧХ:
f,кГц
1
2
4
5
6
7
8
9
11
13
14
15
U,мВ
0,25
0,3
0,4
0,45
0,5
0,51
0,54
0,7
0,75
0,79
0,85
0,87
/
Сн=80пФ, Rн=2,7кОм, fв=14 кГц
Висновок:Отже виконавши дану лабораторну роботу ми вивчили основних залежності і експериментально дослідили фізичні процеси, що мають місце при детектуванні діодними і транзисторними детекторами амплітудно-модульованих неперервних та імпульсних сигналів. Ми експериментально зняли АЧХ при детектування АМ сигналу та визначили, що нерівномірність АЧХ визначається характером навантаження і досягає найбільшої величини на верхній частоті модуляції fв.
11.11.2013 19:11-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора