6. Содержание отчёта:

Отчёт должен содержать:

1) цель и выполняемые в лабораторной работе задачи;

2 структурную схему лабораторной установки с подключенными внешними приборами;

3) графические зависимости и результаты расчетов, полученные в ходе домашней подготовки;

4) блок-схему Simulink-модели лабораторной установки;

5) таблицы, результаты измерений и графические зависимости, полученные в процессе экспериментальных исследований;

6) выводы по результатам работы.

Выводы не должны ограничиваться перечислением выполненных исследований. Необходимо отметить основные полученные конкретные результаты, сравнить результаты расчетов и экспериментальных исследований, сформулировать рекомендации по выбору параметров устройства дискретизации и фильтров, восстанавливающих форму исходного сигнала.

7. Контрольные вопросы:

7.1. Какова практическая цель дискретизации непрерывных сигналов и сообщений?

7.2. Как оценить верхнюю частоту спектра реального сообщения или сигнала, подлежащего дискретизации?

7.3. Что такое спектр детерминированного сигнала?

7.4. Доказать ортогональность функций отсчетов.

7.5. Указать способы формирования функций отсчетов.

7.6. Сформулировать теорему отсчетов.

7.7. Пояснить с помощью спектральных диаграмм, как возникают ошибки восстановления непрерывного сигнала при использовании неидеального ФНЧ и дискретизации сигнала с неограниченной полосой частот.

7.8. Определить минимальные значения частоты дискретизации речевого сообщения и телевизионного видеосигнала.

7.9. Определить связь частоты дискретизации экспоненциального сигнала s(t)=1(t)exp(-αt) с погрешностью его представления. Как отражается ограниченность значения F_в на форме экспоненциального сигнала после его восстановления?

Лабораторная работа №2

Амплитудная модуляция

1. Цель работы:

Исследование процесса амплитудной модуляции гармонического колебания, зависимости параметров модулированного сигнала от режима работы нелинейного элемента, на котором выполняется модуляция, от значений параметров модулируемого и модулирующего сигналов.

В процессе работы должны быть получены статическая и динамическая модуляционные характеристики усилителя на полевом транзисторе с модуляцией смещением в цепи затвора.

2. Элементы теории модуляции:

Модуляцией называется изменение какого-либо параметра сигнала в соответствии с законом изменения передаваемого сообщения. В общем случае модулирующий процесс может менять не один, а несколько параметров сигнала (например, амплитуду и фазу гармонического колебания), однако в большинстве случаев одно сообщение меняет один параметр. Вид или способ модуляции называется в соответствии с названием меняющегося параметра. Так амплитудной называется модуляция, осуществляемая изменением амплитуды гармонического колебания, фазовой – модуляция, осуществляемая изменением фазового сдвига, и т.д.

Амплитудно-модулированный сигнал записывается в виде

(1)

где U₀ – средняя амплитуда сигнала;

λ(t) – нормированное сообщение, которое модулирует сигнал, нормировка выполнена по условию ;

M – коэффициент амплитудной модуляции;

ω₀, φ₀ – соответственно частота и фазовый сдвиг сигнала.

Закон изменения амплитуды (огибающей) сигнала S_AM(t) можно записать следующим образом:

(2)

На рисунке 1 показан закон изменения сигнала и его огибающей U_AM(t).

Рисунок 1 – Закон изменения сигнала и его огибающей при амплитудной модуляции

Из приведенных выражений (1) и (2) можно сделать следующие выводы:

1. Амплитудно-модулированный сигнал S_AM(t) и его огибающая U_AM(t) линейно зависят от сообщения λ(t).

2. Для осуществления амплитудной модуляции необходимо использовать линейный элемент с переменным коэффициентом передачи, либо нелинейный элемент с избирательной цепью, настроенной на частоту несущей. Избирательная цепь необходима для выделения составляющих спектра, образующих амплитудно-модулированный сигнал, на фоне многочисленных спектральных компонент, образованных взаимодействием низкочастотного сообщения и несущего колебания в нелинейном элементе.

В настоящей лабораторной работе используется виртуальная модель нелинейного элемента (модулятора) – резонансного усилительного каскада на полевом транзисторе, в котором управляющий (модулирующий) процесс поступает в цепь затвора наряду с постоянным напряжением смещения. Такой способ осуществления модуляции называется модуляцией смещением [1, 2].

Рассмотрим сначала процессы модуляции, происходящие в реальном радиотехническом модуляторе. Упрощенная принципиальная схема такого модулятора приведена на рисунке 2.