- •Д.В. Астрецов, м.П. Трухин общая теория связи
- •210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
- •Cодержание
- •Общие требования при прохождении лабораторного практикума
- •Характеристика системы моделирования matlab и пакета визуального моделирования simulink
- •Дискретизация и восстановление Непрерывных сигналов
- •1. Цель работы:
- •2. Теоретические основы дискретизации сигналов:
- •3. Описание лабораторной установки:
- •4. Домашняя подготовка к лабораторной работе:
- •5. Экспериментальная часть:
- •6. Содержание отчёта:
- •7. Контрольные вопросы:
- •Амплитудная модуляция
- •1. Цель работы:
- •2. Элементы теории модуляции:
- •Амплитудно-модулированный сигнал записывается в виде
- •В цепь затвора транзистора vт поступает сумма трёх напряжений
- •Как видно из (4), статическая модуляционная характеристика выражается формулой:
- •3. Характеристика лабораторной установки:
- •4. Домашняя подготовка к лабораторной работе:
- •5. Порядок выполнения лабораторной работы:
- •6. Содержание отчёта:
- •7. Контрольные вопросы:
- •Детектирование амплитудно-модулированных сигналов
- •1. Цель работы:
- •2. Элементы теории детектирования Амплитудно-модулированных сигналов:
- •3. Характеристика лабораторной установки:
- •4. Домашняя подготовка к лабораторной работе:
- •5. Порядок выполнения лабораторной работы:
- •6. Содержание отчёта:
- •7. Контрольные вопросы:
- •7.12. Изобразить структурную схему модели диодного детектора и пояснить на ней работу узлов реального диодного детектора.
- •Исследование функций автокорреляции случайных процессов
- •1. Цели работы:
- •5. Лабораторное задание:
- •Исследование функций взаимной корреляции случайных процессов и их производных
- •2. Некоторые сведения из теории случайных процессов:
- •Функция взаимной корреляции процесса x3(t) и его производной по времениможет быть представлена в виде:
- •3. Характеристика лабораторной установки:
- •Систематические коды и их применение в системах связи с обратном каналом
- •3. Описание лабораторной установки:
- •4. Подготовка к лабораторной работе:
- •5. Лабораторное задание:
- •6. Требования к отчету:
- •7. Контрольные вопросы:
- •Оптимальная фильтрация сигналов Известной формы
- •1. Цель работы:
- •2. Основы теории оптимальной фильтрации детерменированных сигналов в присутствии флуктуационных помех:
- •Удельная мощность помехи на выходе фильтра может быть найдена из выражения
- •3. Характеристика лабораторной установки:
- •4. Подготовка к лабораторной работе:
- •6. Требования к отчету:
- •7. Контрольные вопросы:
- •Исследование lc-автогенератора
- •1. Цель работы:
- •7. Контрольные вопросы:
- •Литература:
3. Характеристика лабораторной установки:
Лабораторная работа №3 выполняется с помощью пакета Simulink с использованием блоков из библиотеки Student. При исследовании модели истокового детектора используется три безынерционные модель полевого транзистора, уже применявшиеся в лабораторной работе № 2.
При исследовании модели последовательного диодного детектора используется также безынерционная кусочно-линейная модель диода, в качестве нагрузки которого используется RC-цепь. Генератор модулированных колебаний подключается к входу АМ-детекторов, для измерения параметров на выходе которых используется осциллограф. Кроме того, результаты моделирования передаются в рабочее пространство системы MATLAB, на основании которых М-функция LabRabRCS3Obr(simout) строит графики временных зависимостей и спектральные диаграммы процессов на выходе детекторов.
4. Домашняя подготовка к лабораторной работе:
4.1. Ознакомиться с теоретическими вопросами построения детекторов AM сигналов по литературе [1], [2], [3] и разделу 2 настоящих указаний.
4.2. Используя результаты аппроксимации сток-затворной характеристики полевого транзистора, полученные при подготовке к лабораторной работе № 2, рассчитать характеристику детектирования при полиномиальной аппроксимации для напряжений смещения Uc1, соответствующего значению тока стока Ic = 1 мА и Uc2, соответствующего току Ic = 0,1мА.
4.3. Для диодного детектора рассчитать угол отсечки θ при крутизне характеристики диода S = 10 мА/В и сопротивлениях нагрузки Rн = 100 кОм и Rн = 30 кОм, определить коэффициент передачи детектора.
4.4. Определить допустимые значения емкости нагрузки при f0=200 кГц, частоте модуляции F = 1 кГц и сопротивлении нагрузки Rн=30 кОм.
4.5. Ответить на контрольные вопросы п. 7 настоящих указаний.
5. Порядок выполнения лабораторной работы:
5.1. Собрать блок-схему модели истокового детектора (рисунок 3), используя блоки пользовательской библиотеки Student. Установить необходимые параметры АМ-модулятора, безынерционного блока модели транзистора, параметры RC-цепи нагрузки и фильтра нижних частот.
Рисунок 3 – Структурная схема модели истокового детектора
- блок AM-Modulator – Ao = 1;
f0 = 2*pi*200e3;
M = 0.5;
F = 2*pi*1e3;
- блок Analog Filter Design – Design Method = Butterworth;
Filter type = Lowpass;
Filter order = 8;
Passband edge frequency = 2*pi*15e3;
Параметры блоков модели полевого транзистора устанавливаются по результатам расчёта домашнего задания. Блок BNE1 по умолчанию имеет значения параметров:
Io = 1e-9;
mfi = 0.026;
R = 0.5.
Параметры моделирования установить следующими:
– конечное время Stop time = 1e-2;
– шаг интегрирования Fixed step size = 8e-3/2^14 (фиксированная величина шага решателя).
5.2. Снять статическую детекторную характеристику – зависимость приращения постоянного напряжения на истоке транзистора от амплитуды высокочастотного напряжения на входе детектора (на затворе транзистора) при использованных в домашней подготовке напряжениях смещения.
Для этого выбрать кусочно-линейную модель ВАХ транзистора, установив переключатели Sw1 и Sw2 в соответствующие положения. В блоке AM-modulator менять амплитуду высокочастотного напряжения Ао в пределах от 0 до 5 В с детальными измерениями на участке изменения амплитуды от 0 В до 1 В. Величину постоянного напряжения, снимаемого с выхода аналогового НЧ-фильтра, измерять с помощью осциллографа Signal, причём область измерения выбирать на установившемся участке осциллограммы. Здесь и далее фиксировать осциллограммы напряжений на элементах детектора с помощью блока GraphicsShow или пользовательской М-функции LabRabRCS3Obr.
Снять при тех же значениях параметров динамическую детекторную характеристику истокового детектора – зависимость амплитуды Uн НЧ-сигнала на выходе детектора от коэффициента модуляции М. Для этого амплитуду несущей UМ установить равной 5 В, частоту модуляции 1 кГц. По формуле
(20)
определить зависимость коэффициента передачи истокового детектора. Построить график зависимости KИД(М) и показать его преподавателю.
5.4. Повторить измерения пунктов 5.2 и 5.3, подключив к выходу кусочно-линейной модели транзистора вместо аналогового фильтра другую избирательную цепь – RC-цепь (переключатель Sw3). Сопротивление нагрузки R выбрать равным 30 кОм, ёмкость конденсатора 20 нФ. Амплитуду напряжения на входе детектора менять в тех же пределах. Проделать эти же измерения при сопротивлениях нагрузки 15 кОм и 60 кОм.
5.5. Собрать блок-схему модели диодного детектора (рисунок 4), заменив в блок-схеме на рисунке 4 блоки модели транзистора и RC-цепи блоками из пользовательской библиотеки Student. Установить параметры модели реального диода и параметры RC-цепи детектора.
Рисунок 4 – Блок-схема моделирования диодного детектора
5.6. Снять статическую детекторную характеристику диодного детектора – зависимость постоянного напряжения на выходе RC-цепи от амплитуды высокочастотного напряжения Ао в пределах от 0 до 5 В с детальными измерениями на участке изменения амплитуды от 0 В до 1 В. Зафиксировать с помощью блоков GraphicsShow осциллограммы напряжений на элементах диодного детектора при различных значениях ёмкости нагрузки – малой (5 нФ), оптимальной (20 нФ) и избыточной (80 нФ).
5.7. Снять динамическую детекторную характеристику диодного детектора – зависимость амплитуды Uн НЧ-сигнала на выходе детектора от коэффициента модуляции М при оптимальном значении ёмкости RC-цепи. Для этого амплитуду несущей UМ установить равной 5 В, частоту модуляции 1 кГц. По формуле (20) определить зависимость коэффициента передачи диодного детектора KДД(М).
Построить график зависимости KДД(М) и показать его преподавателю.