Лабораторная работа 1
.docМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ,
ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И
ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Исследование преселектора и преобразователя частоты
Целью лабораторной работы является исследование принципа работы и качественных показателей двух основных узлов супергетеродинного радиоприемника: преселектора и преобразователя частоты, выполненных на транзисторах. Производится изучение характера зависимости качественных показателей этих узлов от параметров внутренних элементов и оптимизация этих показателей.
Преселектором (ПС) называется устройство, связывающее антенну супергетеродинного радиоприемного устройства (РПУ) с преобразователем частоты и обеспечивающее предварительные селекцию и усиление сигналов радиочастоты. Обычно ПС содержит входное устройство (ВУ) – линейный пассивный четырехполюсник, имеющий внутри один или несколько резонансных контуров, и резонансный усилитель (РУ) из одного-двух каскадов, обладающие избирательными свойствами. ПС отфильтровывает помехи зеркального и других дополнительных ("паразитных') каналов, возникающих при преобразовании частоты, и обеспечивает необходимую чувствительность РПУ в диапазоне СВЧ.
Преобразователем частоты (ПЧ) называется устройство для переноса спектра из одной частотной области (около рабочей частоты f0) в другую (около промежуточной частоты fпр) без изменения вида и характера модуляции Обычно ПЧ содержит нелинейный элемент (или элемент с переменным параметром), называемый смесителем, маломощный генератор высокочастотных колебаний, именуемый гетеродином, и избирательную систему на fпр в виде одного или нескольких колебательных контуров.
Описание лабораторной установки:
Лабораторный стенд содержит макет и измерительные приборы Макет представляет собой (рис.1) входное устройство (ВУ) и резонансный усилитель (РУ). образующие преселектор (ПС), с выхода которого сигнал поступает на преобразователь частоты (ПЧ). состоящий из смесителя (СМ), гетеродина (ГЕТ) и фильтра промежуточной частоты (ФПЧ).
ВУ (рис.2) состоит из резонансного контура L2, С2, СЗ. имеющего две фиксированные резонансные частоты fон и fОВ, переключаемые с помощью выключателя S1, и элементов связи с источником сигнала (антенной) и РУ Связь с источником – автотрансформаторная с помощью отводов от катушки L2 на гнезда П. Г2. а с РУ – непосредственная
Рис. 1
Рис. 2 Принципиальная схема преселектора и преобразователя частоты
Результаты изменений и графики снятых зависимостей:
Исследование показателей НЧ
1. Исследование коэффициента передачи преобразователя Kпр
Напряжение сигнала: Uс = 60 мВ
Частота сигнала: f0 = 2288 кГц
Частота гетеродина: fг = 1875 кГц
Промежуточная частота: fпр = fв – fг = 2288 – 1875 = 413 кГц
Коэффициент передачи измеряется по
формуле:
|
Uг, мВ |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2 |
|
Uпр, мВ |
5 |
83 |
600 |
770 |
880 |
940 |
1100 |
1500 |
1250 |
1300 |
1350 |
|
Kпр |
0,08 |
1,38 |
10 |
12,8 |
14,67 |
15,67 |
18,3 |
25 |
20,83 |
21,67 |
22,5 |
2. Исследование амплитудной характеристики преобразователя Uпр
Напряжение гетеродина: Uс = 0,3 В
Частота сигнала: f0 = 2288 кГц
Частота гетеродина: fг = 1875 кГц
Промежуточная частота: fпр = fв – fг = 2288 – 1875 = 413 кГц
Напряжение промежуточной частоты
измеряется по формуле:
|
Uс, мВ |
60 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
|
Uвых, В |
0,51 |
0,85 |
1,15 |
1,35 |
1,6 |
1,8 |
1,95 |
2,05 |
2,15 |
2,25 |
|
Uпр, В |
0,21 |
0,55 |
0,85 |
1,05 |
1,3 |
1,5 |
1,6 |
1,75 |
1,85 |
1,95 |
Динамический диапазон преобразователя
определяется по формуле:
Из графика:
Uмин = 60 мВ
Uмакс = 400 мВ
3. Проверка развязки цепей сигнала и гетеродина
а) Измерение уровня напряжения гетеродина, просачивающегося в цепь сигнала
Напряжение гетеродина: Uс = 0,3 В
Напряжение на входных гнездах сигнала: U2 = 17 мВ
Напряжение на выходных гнездах гетеродина: U1 = 5 мВ
Степень подавления напряжения гетеродина в цепях сигнала:
б) Измерение уровня напряжения сигнала, просачивающегося в цепь гетеродина
Напряжение сигнала: Uс = 60 мВ
Напряжение на входе сигнала: U3 = 18 мВ
Напряжение на выходе гетеродина: U4 = 4 мВ
Степень подавления напряжения сигнала в цепях гетеродина:
4. Исследование частотной характеристики преобразователя Kпр
а) Напряжение сигнала: Uс = 0,1 В
|
f0, МГц |
0,413 |
0,410 |
0,405 |
0,415 |
0,420 |
1,46 |
1,44 |
1,42 |
1,465 |
1,47 |
2,288 |
2,285 |
2,28 |
2,29 |
2,294 |
|
U, В |
2,15 |
1,25 |
0,55 |
2,1 |
1,05 |
1,3 |
0,3 |
0,25 |
0,7 |
0,3 |
2,35 |
1,2 |
0,65 |
2,2 |
1,3 |
|
Кпр |
21,5 |
12,5 |
5,5 |
21 |
10,5 |
13 |
3 |
2,5 |
7 |
3 |
23,5 |
12 |
6,5 |
22 |
13 |
а) Напряжение сигнала: Uс = 0,5 В
|
f0, МГц |
0,414 |
0,4 |
0,39 |
0,42 |
0,43 |
0,44 |
0,73 |
0,72 |
0,71 |
0,74 |
0,75 |
1,144 |
1,14 |
1,36 |
1,148 |
1,152 |
1,156 |
|
U, В |
7,2 |
1,2 |
0,7 |
3,2 |
1,4 |
0,9 |
0,8 |
0,15 |
0,125 |
0,05 |
0,01 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,26 |
0,16 |
0,14 |
|
Кпр |
14,4 |
2,4 |
1,4 |
6,4 |
2,8 |
1,8 |
1,6 |
0,3 |
0,25 |
0,1 |
0,02 |
1 |
0,4 |
0,2 |
0,52 |
0,32 |
0,28 |
Избирательность ФПЧ по соседнему
каналу определяется по формуле:
5. Оценка нелинейных искажений сигнала при преобразовании частоты