V. Моделирование
1. Сборка схемы импульсного амплитудного модулятора.
Соберите схему импульсного амплитудного модулятора, состоящую из двухвходового умножителя, источника аналогового сигнала, источника синхроимпульсов и земли.
Сначала введите источник аналогового сигнала с линейно нарастающим напряжением u(t)=4t(E1) из менюComponent\Analog Primitives\Function Sourses- выберитеNFV.
В коне NFVвведите4*tв окнеValue, а в окнеShowустановите галочку. Снизу от источника введите землю.
Введите умножитель сигналов Component\Analog Primitives\Macrosи выберитеMul.
Введите источник синхроимпульсов с тактовым периодом T=0,01мс (fД=100 кГц) и амплитудой узких импульсов1 В. Данный источник будет состоять из генератора импульсовDClock (X2)и усилителяAmp(X3).
Откройте меню Component\Digital Primitives\Stimulus is Generators и выберите команду DClock . В появившемся окнеDigital Clock Marcroдля генерации узких синхроимпульсов задайте временные параметры:
Param:Zerowidth=0.01 m
Param:Onewidth=0.001 m (длина импульса)
Для того чтобы на второй вход умножителя поступали синхроимпульсы с амплитудой 1В, последовательно с генератором включите усилитель с коэффициентом усиления0,2(GAIN=0.2),введите усилительAmp(X3) из менюComponent\Analog Primitives\Macros\Amp.В окнеAmplifierMacroвведите значение коэффициента усиления0.2в полеValue.
Соедините все элементы схемы проводниками, как показано на рисунке:
2. Дискретизация линейно изменяющегося напряжения
С помощью меню Analysis команды Transient...постройте графики заданного аналогового и дискретного сигнала со следующими параметрами:
Time Range – 1m– временной интервал (0...1мс)
Maximum Time Step – 0.001m– максимальный шаг (0,001 мс)
Pномер окна -1, в котором будет построен график аналогового сигнала.
X Expression – t – аргумент функции
Y Expression – V(E1) – имя функции
Pномер окна -2, в котором будет построен график аналогового сигнала.
Y Expression – V(3)– имя функции
X Range – Auto– интервал отображения аргумента по осиX
Y Range – Auto- интервал отображения аргумента по осиY
Данные графики занесите в отчет.
Далее, в полях X Range, Y Range – следует вводить Auto (!)
3. Дискретизация аналогового единичного сигнала
Для проведения дискретизации аналогового единичного сигнала вернитесь к исходной схеме. Два раза щелкните по элементу E1. В полеValueвместо4*tвеличину единичного сигнала – «1».
Постройте графики получившихся сигналов. Графики занесите в отчет.
4. Дискретизация аналогового экспоненциального сигнала
Вернитесь к исходной схеме, измените характеристики элемента E1аналогично предыдущему пункту. В полеValueвведите формулу сигнала:exp(-4E3*t)
Постройте графики получившихся сигналов. Графики занесите в отчет.
5. Дискретизация аналогового двухполупериодного сигнала.
Вернитесь к исходной схеме, измените характеристики элемента E1аналогично предыдущему пункту. В полеValueвведите формулу сигнала:abs(cos(2*pi*t*1E3)).
Постройте графики получившихся сигналов. Графики занесите в отчет.
6. Дискретизация аналогового косинусоидального сигнала.
Вернитесь к исходной схеме, измените характеристики элемента E1аналогично предыдущему пункту. В полеValueвведите формулу сигнала:cos(2*pi*t*1E3)
Постройте графики получившихся сигналов. Графики занесите в отчет.
7. Эффект ложной частоты.
Для наблюдения эффекта ложной частоты (рис. 11) необходимо увеличить частоту косинусоидального сигнала до 95 кГц(95E3). Для этого вернитесь к исходной схеме, измените характеристики элементаE1– в полеValueвведитеcos(2*pi*t*95E3).
Постройте графики дискретного и аналогового сигналов (при f=0.95fД).
На экране появятся два графика: аналоговый и дискретный сигнал. На нижнем графике отчетливо проявился эффект ложной частоты. Данные графики занесите в отчет.
Аналогично уменьшите частоту косинусоидального сигнала до 31 кГц (31E3).Получите графики сигналов в этом случае. Сделайте вывод о возможности восстановления данного сигнала. Проверьте выполнение теоремы Котельникова. Занесите графики в отчет.