Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций

и информатики»

Кафедра радиосвязи, радиовещания и телевидения

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой РРТ

д.т.н., профессор _________________Елисеев С.Н.

«______»__________________2011г.

Методическая разработка

Для проведения лабораторной работы №3

Исследование амплитудных и частотных

Детекторов

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ И СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ В СИСТЕМАХ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ»

для специальности 210402 «Средства связи с подвижными объектами»

Обсуждено на заседании кафедры

«_____»________________2011г.

Протокол №___

1. Цель работы

Изучение алгоритмов функционирования и свойств цифровых амплитудных и частотных детекторов. Овладение методикой моделирования цифровых узлов обработки сигналов на ЭВМ.

2. Литература

1.Приложение к лабораторной работе

2.В.Г.Иванова, А.И.Тяжев. Цифровая обработка сигналов и сигнальные процессоры, Самара, 2008г.

3. Подготовка к лабораторной работе

Изучите указанную в разделе 2 литературу и ответьте на контрольные вопросы.

4. Контрольные вопросы

1.Каково назначение амплитудного детектора? Что называют детекторной характеристикой амплитудного детектора?

2.Начертите схему (графическое представление алгоритма функционирования) цифрового амплитудного детектора-выпрямителя и поясните принцип работы детектора. В чем состоит достоинство и недостаток этого детектора?

3.Начертите схему и поясните принцип работы цифрового квадратурного амплитудного детектора с блоком извлечения квадратного корня. В чем состоит достоинство и недостаток этого детектора?

4. Начертите схему и поясните принцип работы цифрового синхронного амплитудного детектора с управляемым косинусно-синусным генератором. В чем состоит достоинство и недостаток этого детектора?

5.Каково назначение частотного детектора? Что называют детекторной характеристикой частотного детектора?

6.Начертите схему цифрового квадратурного автокорреляционного частотного детектора. Запишите выражение для детекторной характеристики этого детектора и начертите ее график. Поясните, как при известном законе изменения частоты входного сигнала определить по детекторной характеристике выходной сигнал детектора.

7.Как зависит коэффициент третьей гармоники выходного сигнала цифрового квадратурного автокорреляционного частотного детектора от девиации частоты входного сигнала?

8.Начертите схему цифрового квадратурного частотного детектора с внутренним амплитудным ограничением и поясните принцип работы этого детектора. Какова детекторная характеристика этого детектора?

9. Начертите схему детектора на цифровой линии задержки и поясните принцип работы детектора. Какова детекторная характеристика детектора?

5. Содержание работы

1.Выполните моделирование амплитудного детектора-выпрямителя при действии не его входе АМ сигнала с синусоидальным законом модуляции. Частота дискретизации Fd, коэффициент глубины модуляцииmи частота модуляцииFприведены в таблице1. Моделирование провести при частоте несущей и двух значениях начальной фазы несущейи, а также прии двух значениях начальной фазы несущейи.

Таблица 1

Параметры испытательного АМ сигнала

Параметр	Бригада 1	Бригада 2	Бригада 3	Бригада 4	Бригада 5	Бригада 6
m	1	0.8	0.5	0.9	1	0.7
Fd кГц	160	32	64	128	256	128
F кГц	5	1	2	4	8	2

Предварительно рассчитайте нерекурсивный ФНЧ с граничной частотой, равной частоте модуляции F, неравномерностью АЧХ в полосе пропускания= 3 дБ, ослаблением в полосе задерживанияA=20дБ и коэффициентом прямоугольности.

Определите коэффициенты второй и третьей гармоник выходного сигнала детектора и измерьте амплитуды выходного сигнала при различных значениях частоты и фазы несущей.

2.Выполните моделирование квадратурного амплитудного детектора с блоком извлечения квадратного корня, предварительно рассчитав 90-градусный фазорасщепитель для этого детектора, приняв отклонение АЧХ по выходу синусной компоненты от единицы ₀=0.01 в полосе пропускания П=2F.

Частота несущей АМ сигнала равна четверти частоты дискретизации, начальная фаза несущей произвольна. Коэффициент глубины модуляции m, частота дискретизацииFdи частота модуляции приведены в таблице 2

Таблица 2

Параметры испытательного АМ сигнала

Параметр	Бригада 1	Бригада 2	Бригада 3	Бригада 4	Бригада 5	Бригада 6
m	1	0.8	0.5	0.9	1	0.7
Fd, кГц	160	32	64	96	48	80
F, кГц	10	2	4	6	3	5

Определите коэффициенты второй и третьей гармоник выходного сигнала детектора при использовании нерекурсивного фазорасщепителя с отклонением АЧХ по выходу синусной компоненты от единицы ₀=0.01 в полосе пропускания П=2Fи при использовании простейшего фазорасщепителя на двух элементах задержки (N=1,Bfr₁= 0.5).

3.Выполните моделирование квадратурного синхронного амплитудного детектора с управляемым косинусно-синусным генератором при том же входном сигнале, как в п.2. Определите коэффициенты второй и третьей гармоник выходного сигнала детектора при использовании тех же фазорасщепителей, что и в п.2.

4.Выполните моделирование квадратурного автокорреляционного частотного детектора при действии не его входе ЧМ сигнала с синусоидальным законом модуляции. Частота дискретизации Fd, индекс модуляциии частота модуляцииFприведены в таблице 3. Моделирование провести при частоте несущей и произвольной начальной фазе сигнала. Определите коэффициенты гармоник выходного сигнала детектора.

5.Выполните моделирование квадратурного автокорреляционного частотного детектора с внутренним амплитудным ограничением при действии не его входе ЧМ сигнала с синусоидальным законом модуляции. Частота дискретизации Fd, индекс модуляциии частота модуляцииFприведены в таблице 3. Моделирование провести при частоте несущей и произвольной начальной фазе сигнала. Определите коэффициенты гармоник выходного сигнала детектора.

6.Выполните моделирование частотного детектора на цифровой линии, содержащей Kэлементов задержки при действии не его входе ЧМ сигнала с синусоидальным законом модуляции. Частота дискретизацииFd, индекс модуляциии частота модуляцииFприведены в таблице 3. Моделирование провести при частоте несущей и произвольной начальной фазе сигнала. Определите коэффициенты гармоник выходного сигнала детектора приK=3 иK=5.

Таблица 3

Параметры испытательного ЧМ сигнала

Параметр	Бригада 1	Бригада 2	Бригада 3	Бригада 4	Бригада 5	Бригада 6
	2.5	2	5	2.5	2	3
Fd, кГц	320	64	256	160	128	256
F, кГц	10	2	4	5	4	8