2.2 Построение ам-сигнала при большом коэффициенте модуляции

Увеличьте коэффициент модуляции – ModIndex=1.2 (m=1.2).Повторите построение.

Данный график занесите в отчет. Сделайте вывод о форме полученного сигнала.

Повторите построение графика с коэффициентами равными m=0.5 и m=1. Полученные графики занесите в отчет. Сделайте вывод о форме полученных сигналов.

Лабораторная работа № 4

Исследование сигнала с частотной модуляцией

I. Цель работы

С помощью программы Micro-Capпостроить осциллограммыЧМ-сигналас различными индексами частотной модуляции.

II. Предварительный расчет

1. Построить по ниже приведенной формуле зависимости однотонального ЧМ-сигналаот времени (t  [0, 40] мкс) при разных индексах модуляции (m=0, m=0.1, m=10)

2. Привести формулу и по ней построить спектры однотонального ЧМ-сигналапри разных индексах модуляции (m=0, m=0.1, m=10)

III Порядок выполнения работы

На рис. 1 показана упрощенная схема радиопередающего устройства с ЧМ-модуляцией. Звуковое сообщение, несущее некоторую информацию, преобразуется микрофоном в электрический низкочастотный сигнал (модулирующее сообщение), которое поступает в частотный модулятор. С другой стороны в модулятор поступает высокочастотный сигнал (несущее колебание) . На выходе частотного модулятора образуетсяЧМ-сигналс постоянной амплитудой и с изменяющейся мгновенной частотой (рис. 1).

Упрощенно можно считать, что частотный модулятор это генератор, частота колебаний которого управляется напряжением (ГУН) , поступающим на его вход (рис. 2).

В случае однотонального ЧМ- сигналамгновенную частоту можно записать в виде

(t)= ₀ + cos(t + ₀ )

где (t)– мгновенная частота ЧМ-сигнала

₀– несущая частота ЧМ-сигнала

 - девиация частоты ЧМ-сигнала

₀– начальная фаза

 - частота модулирующего низкочастотного сигнала

Будем использовать следующую форму записи ЧМ-сигнала:

U₀– амплитуда ЧМ-сигнала

₀– фазовый угол

В программе Micro-Capпринята следующая формула ЧМ-сигнала

F=V0+VA*sin(2*PI*F0*TIME+MI*sin(2*PI*FM*TIME))

где F– мгновенное значение ЧМ-сигнала

V0 = 0 В– постоянная составляющая

VA – 1 В– амплитуда ЧМ-сигнала

F0 – 250 кГц– несущая частота

PI – 3,141592653589795

MI – 10–индекс модуляции

FM – 20 кГц– частота модуляции

TIME– время

IV Моделирование схемы

1. Сборка схемы.

Введите источник ЧМ-напряжения (Component\Analog Primitives\Waveform Sourses\Voltage Source) В окнеVoltage Sourceвыберите закладку ЧМ-сигналаSFFM(Signal Frequency FM). Нажмите кнопкуModulate2. Введите следующие данные источника:DC=0, V0=0, MI=10, ACmagnitude=0, VA=1, FM=20k, ACPhase=0иF0=250k. Закройте окно, сохранив изменения.

Введите в схему землю (снизу от источника V1)

2. Построение чм-сигнала и его спектра при различный коэффициентах модуляции.

2.1 Построение ЧМ-сигнала при m=10

Получите зависимость ЧМ-сигнала от времени (Analysis\Transient...)Задайте параметры построения графика:

Time Range – 50u– интервал времени (50мкс)

Maximum Time Step – 0.001uмаксимальный временной шаг

X Range и Y Range – Auto– автоматическое масштабирование

P – 1номер окна, в котором будет построен график

X Expression – t - аргумент функции

Y Expression – V(V1)– параметр построения

Запустите построение.

Полученный график занесите в отчет. Сделайте вывод о форме полученного сигнала.

2.3 Построение ЧМ-сигнала при m=0

Введите коэффициент модуляции MI=0. Повторите построение графика. График занесите в отчет.

2.4 Построение спектра ЧМ-сигнала при m=0

Постройте линейчатый спектр полученного ЧМ-сигналаприMI=0. Откройте окно Transient Analysis Limits нажмите кнопку Add. Добавится строка для второго графика. Введите частотный диапазон:

X Expression – f – аргумент функции (частота)

Y Expression – HARM(V(V1))построение спектра

X Range – 300k, 200k, 10k– интервал частот от 200 кГц до 300 кГц с шагом 10 кГц

Y Range – 1, 0, 0.04

Запустите построение и вы увидите график зависимости ЧМ-сигнала от времени и его спектр при отсутствии модуляции (m=0). Полученные графики занесите в отчет.