4 курс - ППУ_2 / Доклады / ППУ2_Лабораторная работа №6 с исправлениями

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования «Национальный исследовательский университет

«Московский институт электронной техники»

Кафедра «Телекоммуникационные системы»

Лабораторная работа № 6

по дисциплине «Приёмопередающие устройства 2»

Исследование компьютерных моделей модулятора и демодулятора амплитудно-модулированного сигнала

Москва 2021

Цель работы:

1. Получение базовых навыков исследования функциональных схем приёмопередающих устройств на основе компьютерных моделей.

2. Исследование компьютерной модели амплитудного модулятора и демодулятора.

Продолжительность работы:

Лабораторная работа рассчитана на 0,1 зачётных ед. – 4 часа.

Некоторые дополнительные сведения о амплитудно-модулированных сигналах

При амплитудной модуляции (далее АМ) огибающая амплитуд изменяется по закону передаваемого сообщения. Основным параметром при АМ является глубина модуляции. Определение этого понятия в явном виде можно определить только при тональной АМ, т.е. когда модулирующий сигнал – гармоническое колебание, заданное в виде

Uм(t) = A_мsinΩt,

где: А_м – амплитуда модулирующего сигнала;

Ω - частота модулирующего сигнала.

Огибающая модулирующего сигнала в этом случае выглядит следующим образом:

А(t) = А₀ + ∆A_мsinΩt

При этом глубина модуляции определяется коэффициентом модуляции

М =

где А₀ – среднее значение переменной составляющей, огибающей модулированного сигнала;

∆A_м – амплитуда огибающей радиосигнала.

Описание компьютерных моделей модулятора и демодулятора

Лабораторная работа выполняется в среде Matlab SIMULINK. Приведенные ниже схемы являются функциональными, выбор блоков Matlab SIMULINK, необходимых для выполнения лабораторной работы, должен быть осуществлен студентами самостоятельно.

В данной лабораторной работе рассматривается один из видов модулятора АМ (схема с переменной глубиной АМ), функциональная схема которого приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Функциональная схема АМ-модулятора с переменной глубиной АМ

Обозначения в схеме:

1 – источник модулирующего сигнала, в данной работе рекомендуется использовать импульсную последовательность следующего вида: 1; 0; 0; 1; 1. Длительность импульса

Т = (10^-3 ÷ 10^-5) с

2 – фильтр нижних частот, полоса фильтра должна быть согласована с длительностью модулирующих импульсов;

3 – линейный перемножитель сигналов;

4 – суммирующий усилитель;

5 – полосовой фильтр на несущей частоте, полоса пропускания которого также должна быть согласована с длительностью модулирующих импульсов;

6 – генератор несущей частоты (ω_н).

Диапазон выбора несущей частоты: (5 ÷ 10) (рад/с);

7 - блок с переменным коэффициентом передачи (К).

Первоначально установить К = 0.

В лабораторной работе используется синхронная демодуляция АМ-сигнала. Функциональная схема демодулятора представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Функциональная схема АМ-демодулятора

Обозначения в схеме:

1 – суммирующий усилитель сигналов (модулированного сигнала несущей частоты, поступающего на вход демодулятора и сигнала внешней помехи);

2 – линейный перемножитель сигналов;

3 – фильтр низких частот, выделяющий модулированный сигнал (полоса фильтра должна быть согласована с длительностью модулирующих импульсов);

4 – генератор имитирующий сигнал помехи, на частоте f_п = f_н ± ∆f_н;

5 – генератор опорной частоты (должна быть равна несущей частоте)

Задание на лабораторную работу:

1. Собрать компьютерные модели амплитудного модулятора и демодулятора амплитудно-модулированного сигнала в Matlab SIMULINK.

2. Выбрать значения параметров узлов функциональных схем модулятора и демодулятора из списка предложенных.

3. Привести в отчёте о выполнении лабораторной работы:

• выполненные вручную рисунки временных зависимостей сигналов в указанных точках функциональных схем, в отсутствии сигнала гармонической помехи;

• значения отношения сигнал/помеха в основных точках функциональных схем., в зависимости от коэффициента передачи (К) в блоке 7 функциональной схемы.

Методика выполнения работы

Лабораторная работа выполняется самостоятельно или в парах (не более 2 человек)!!!

1. Собрать функциональные схемы модулятора и демодулятора (рисунок 1, 2).

2. Установить следующие значения параметров сигналов в блоках модулятора:

• длительность информационных импульсов выбрать из диапазона (10^-3 ÷ 10^-5) с;

• несущую частоту выбрать из диапазона (5 ÷ 10) (рад/с);

3. Установить следующие значения параметров сигналов в блоках демодулятора:

• несущая частота и фаза несущей частоты должны быть равны значениям, установленным в АМ модуляторе;

• частота помехового сигнала может отличаться от fн на величину

∆fн = ± (2 ÷ 4) кГц, т.е. с небольшой отстройкой от несущей частоты.

Требования к отчету

Результаты выполнения лабораторной работы предоставляются в виде отчета о лабораторной работе, который необходимо прислать на почту преподавателю. Выполняется один отчет не более чем на пару студентов.

Отчёт о лабораторной работе должен содержать:

• функциональные схемы модулятора и демодулятора с выбранными значениями параметров блоков схем;

• вывод о влиянии синусоидальной помехи на качество выделяемого информационного сигнала, в зависимости от коэффициента модуляции М;

• вывод о влиянии параметров фильтров на качество выделяемого информационного сигнал.