Мета роботи:

1.Експериментально дослідити вплив постійної часу навантаження діодного демодулятора на коефіцієнт передачі і нелінійні перекручування при демодуляції АМ-сигналів і перекручування відеоімпульсів при демодуляції ІМ-сигналів.

2.Експериментально дослідити завадостійкість демодулятора АМ-сигналів при впливі безперервної негаусової завади.

Опис експериментальної установки

Експериментальна установка демодулятора з використанням як нелінійного елемента кристалічного діода Д9К (ДЗ) зібрана в блоці "Детектор і АРП" лабораторного макета супергетеродинного приймача на транзисторах.

Принципова схема демодулятора показана на рис.3.1 і нанесена на лицьову панель блока. Напруга на діод демодулятора подається з коливального контуру L_k C_k, налаштованого на частоту 465 кГц. Резистор навантаження підключається послідовно з діодом. Значення опору резистора навантаження R_н і ємність конденсатора С_н , шунтуючого резистор навантаження, можуть змінюватися за допомогою перемикачів П20 і П21.

Вхідна напруга на демодулятор подається через трансформатор. Вихідна напруга вимірюється на клемах "Вих" після фільтра R5C5, який перешкоджає проникненню струмів проміжної частоти в каскади ПНЧ. Другий діод Д9К (Д4) і транзистор МП41 (Т8) є елементами схеми автоматичного регулювання підсилення.

Порядок виконання роботи

1. Підключити вихід генератора стандартних сигналів Г4-18 до клем "Вх", а ламповий вольтметр А4-М2 -до клем "Вих". Підключити живлення до приладів і макета (перемикач "джерело" у блоці "Випрямляч" - у положенні "ППЧ" і "АРП").

2. Зняти залежність коефіцієнта передачі демодулятора АМ-сигналів К_д від значення напруги на його вході U₁ для двох значень опорів резисторів навантаження R_н= R1 = 22 кОм, R_н= R1 = 12 кОм, зашунтованих конденсатором С1 = 1000 пФ.

Для проведення цього експерименту варто приєднати діод ДЗ до коливального контуру (перемикачі П19, П26а, П26б - у положенні "1") і замкнути анодний ланцюг діода (перемикач П22 -у положенні "1"). Перемикачами П20 і П21 приєднати необхідні R_н С_н. Змінюючи напругу на вході детектора U_1 (m=30 F=1 кГц) від0 до 1,5 В, зняти залежність вихідної напруги детектора U_2 від напруги на його вході U_1 і розрахувати коефіцієнт передачі демодулятора

.

Результати вимірів і обчислень звести в табл. З.1.

Таблиця 3.1

Rн= R1 = 22 кОм			Rн= R1 = 12 кОм
U1, В	U2W, В	Кд	U2W, В	Кд
0,1 0,2 0,3 0,5 1,0 1,5

Примітка. Вимірювання напруги на контурі демодулятора U_1 і на його виході U_2W варто робити шляхом переключення високочастотної голівки лампового вольтметра А4-М2 до відповідних гнізд (Гн7 чи "Вих").

3. Визначити залежність нелінійних перекручень демодулятора від значення постійної часу навантаження _н=R_нС_н. Для цього необхідно до вихідних клем "Вих" приєднати вимірник нелінійних перекручень ИНИ-11. Перемикачами П20 і П21 приєднати резистор навантаження R_н= 22 кОм і конденсатор С3 = 500 пФ.

Подати на вхід демодулятора напругу U_1=0,5-1 В з частотою модуляції F=500 Гц, глибиною модуляції =30 і заміряти коефіцієнт нелінійних перекручувань К_г. Потім напругу сигналу промодулювати частотою F=10000 Гц, глибиною модуляції =30 і також виміряти К_г.

Виконати те саме, якщо R1=22 кОм, С1=10000 пФ, R2=2,7 кОм, С3=500 пФ, С1 =10000пФ.

Примітка. При вимірі нелінійних перекручувань вхідний опір пристрою ИНИ-11 варто установити розміром від 1 МОм.

4. Дослідити вплив постійної часу імпульсного демодулятора

R_нС_н на форму імпульсу.

Для проведення цього експерименту потрібно:

- використовуючи попередню схему, здійснити зовнішню імпульсну модуляцію ГСС і подати на вхід демодулятора радіоімпульси з амплітудою напругою рівною приблизно 1В;

- за допомогою перемикачів П20 і П21 вибрати постійну часу навантаження t_н=R_нC_н, де R_н= R1 =22 кОм, С_н=С1=10000 пФ;

- замість вимірювача нелінійних перекручувань ИНИ-11 підключити до клем "Вих" імпульсний осцилограф. Відрегулювати тривалість розгортки та його чутливість так, щоб можна було добре спостерігати і вимірювати фронти імпульсів.

Заміряти тривалість передніх і задніх фронтів імпульсу, замалювати з екрана синхроскопа форму імпульсу. Виконати те саме для t_н1=R_н1C_н1, де R_н1=R3=2.7 кОм, С_н1=С3=500 пФ.

5. Зняти залежність напруги сигналу на виході демодулятора АМ-сигналів U_сг від напруги завади на його вході U_п1 при постійному значенні напруги сигналу на вході U_с1=const. Для цього необхідно:

-зібрати структурну схему вимірів (рис. 3.2);

-використовуючи перемикачі П11, П12, П13, П14, П16 у блоці "Підсилювач проміжної частоти"; і П19, П20, П21, П21_, П22а і П26б в блоці "Детектор і АРП", змонтувати схему однокаскадного аперіодичного ППЧ і демодулятора АМ-сигналів (рис. 3.3). Навантаження демодулятора повинне бути R_н= R3 =2,7 кОм і С_н=С3=

500 пФ. Ємність конденсатора фільтра С6=0,1 мкФ;

-аперіодичний підсилювач на транзисторі Т1 необхідний в основному для виключення впливу генераторів стандартних сигналів на роботу демодулятора;

- увімкнути несучу частоту завади (ГСС-2). Встановити частоту сигналу _с=465 кГц, глибину модуляції 30%,частоту модуляції

400 Гц і вихідну напругу близько 20…30 мВ. Змінюючи частоту сигналу біля 465 кГц по максимальному показнику лампового вольтметра ВК7-15, підключеного до коливального контуру (або В3-14, приєднаного до виходу модулятора), добитися рівності частот ГСС-1 і контуру демодулятора;

-атенюатором U_вых ГСС-1 встановити напругу сигналу на вході демодулятора U_с1=200 мВ ( =30%, F=400 Гц);

-увімкнути несучу частоту генератора завад (ГСС-2). Встановити частоту завад _д=_с+25 кГц. Вимкнути модуляцію завади ( =0). Змінюючи напругу завади на контурі демодулятора U_п1 від 0 до 1000 мВ (табл. 3.2), фіксуємо напругу сигналу на виході демодулятора U_с2.

Таблиця 3.2

Uс1 мВ	0	200	300	400	700	800	1000	Зауваження
Uс2 мВ								Uс1=200 мВ =30% F=1 кГц

Примітка. Вимірювання напруги завади на вході демодулятора U_д1 має виконуватися у разі відсутності напруги сигналу U_с1= О (вимкнута несуча частота сигналу ¦_с ) і навпаки при вимірі U_с1 U_з1=0 .

Рис. 3.2 Структурна схема вимірів для дослідження демодулятора

АМ- і ІМ-сигналів

6. Зняти залежність відношення сигнал/завада на виході демодулятора від відношення напруг сигнал/завада на його вході. Виміри в цьому експерименті можна робити двома способами.

Перший спосіб. Рівень перешкоди на вході демодулятора U_д1-постійний. Завада немодульована. Напруга сигналу на вході демодулятора U_с1 змінюється. Сигнал модульований по амплітуді. Вимірюється на вході демодулятора тільки напруга сигналу U_с1.

Потім завада модулюється по амплітуді і має той самий рівень, що і раніше. Напруга сигналу на вході демодулятора приймає ті самі значення, що і раніше, але сигнал немодульований. Фіксується на виході демодулятора тільки напруга перешкоди U_п2.

Другий спосіб. Напруга завади на вході демодулятора постійна U_д1=const. При кожному значенні напруги сигналу на вході демодулятора U_с1 по черзі модулюється сигнал і завада, а на виході фіксуються їхні напруги. Виміри за другим способом займають менше часу і дозволяють одержувати більш точні результати. Однак тут потрібно більше уваги і неодмінне виконання зауважень, зазначених раніше в примітці.

Для прикладу наведемо порядок перших вимірів за другим способом.

Не змінюючи частоти ГСС-1 і ГСС-2, а також схеми вимірів попереднього експерименту, потрібно:

- вимкнути несучу частоту генератора сигналу ГСС-1 (U_с1=0). Увімкнути генератор завад ГСС-2. Промодулювати заваду ( =30%, F=1 кГц). Змінюючи вихідну напругу ГСС-2, встановити напругу на вході демодулятора U_з1=250 мВ. Заміряти напругу завади на виході демодулятора U_з2;

-увімкнути несучу частоту генератора сигналу ГСС-1 і вимкнути несучу частоту генератора завади ГСС-2. Модулювати сигнал ( =30%, F=400 Гц). Змінюючи вихідну напругу ГСС-1, встановити на вході демодулятора напругу сигналу U_с1=100 мВ. Увімкнути несучу частоту генератора завади ГСС-2 ( =0). Заміряти напругу сигналу на вході демодулятора U_с2;

-вимкнути модуляцію генератора сигналу ГСС-1 (m_c=0). Увімкнути модуляцію генератора завади ГСС-2 (m_з=30%, F=1000 Гц). Заміряти U_з2;

-вимкнути несучу частоту генератора ГСС-2. Увімкнути несучу частоту генератора ГСС-1. Встановити напругу сигналу на вході демодулятора U_с1=250 мВ. ( _с =30%, F=400 Гц). Увімкнути ГСС завади (U_з1=250 мВ, m_з=0) і виміряти U_з2. Далі встановити такі значення сигналу U_с1 і провести як раніше виміри U_с2 і U_з2.

Результати вимірів і обчислень занести в табл. 3.3.

Таблиця 3.3

Uс1 мВ	100	250	350	450	550	Примітка Uп1=250 мВ
Uс2 мВ Uз2 мВ Uс1  UЗ1 Uс2  UЗ2

Зміст звіту

Звіт повинен містити:

I. Обґрунтування мети роботи.

2 .Перелік вимірювальної апаратури.

3. Принципову схему демодулятора АМ- і ІМ-сигналів з нанесеними номіналами R, С і L.

4. Структурну схему і спрощену принципову схему дослідження завадостійкості демодулятора АМ-сигналів при впливі безперервної негаусової завади (рис.3.2 і 3.3).

5 .Таблиці і графіки за результатами експериментів (п.2,3,5).

6. Дані результатами експерименту ІМ демодулятора (п.4).

7. Висновки за результатами експериментів.

Контрольні питання

1. Яке призначення демодулятора?

2. З яких розумінь вибираються елементи демодуляторів АМ- і ІМ-сигналів?

3. Якими причинами обумовлені частотні і нелінійні перекручування при детектуванні АМ-сигналів?

4. Чому збільшуються нелінійні перекручування з підвищенням частоти модуляції?

5. Що розуміють під коефіцієнтом передачі, коефіцієнтом фільтрації і вхідним опором демодулятора?

6. До якого класу завад відноситься безперервна завада, моду- льована по амплітуді? Якому закону підкоряється щільність

розподілу імовірності амплітуди АМ-сигналу (₀=const, ()= const)?

7. Якій умові повинен задовольняти безінерційний демодулятор?

8. Як фізично пояснити ефект придушення слабкого сигналу сильним?

9. Чи буде забезпечуватися ефект придушення сильним сигналом слабкого в інерційному демодуляторі?

Лабораторна робота 4

ДОСЛІДЖЕННЯ АРП ТРАНЗИСТОРНОГО РАДІОПРИЙМАЧА

Мета роботи

1. Ознайомлення зі схемами ППЧ і АРП.

2. Експериментальне дослідження ефективності режимної і нережимної АРП з використанням регульованого міжкаскадного

зв'язку (сталий режим).

3. Спостереження перехідних процесів у системі ППЧ-АРП.

Опис експериментальної установки

Структурна схема експериментальної установки(рис. 4.1) містить у собі наступну вимірювальну апаратуру і функціональні вузли: генератор стандартних сигналів Г4-18А, ППЧ, детектор

АМ- сигналів, ламповий вольтметр ВЗ-14, осцилограф, детектор АРП, ППЧ і фільтр АРП.

Регульований атенюатор і ППЧ змонтовані в блоці "Підсилювач проміжної частоти", детектор АМ - сигналів, детектор АРП, ППТ і фільтр АРП зібрані в блоці "Детектор АРП" комплексного макета супергетеродинного приймача на транзисторах. Принципові схеми цих блоків показані на рис. 4.1 і 4.2, а також на лицьовій панелі макета РП. Як підсилювальні прилади двокаскадного ППЧ на Т6 і Т7 використовуються транзистори ГТ309Б. Проміжна частота ¦_пр=465 кГц. Навантаженням каскадів ППЧ можуть бути резистори і зв'язані контури. Перемикачі дозволяють:

-П11 - подати напругу сигналу безпосередньо на вхід першого каскаду ППЧ або через емітерний повторювач і регульований атенюатор Д1Д2;

-П12, П13, П14, П17, П18 - підключати різні види колекторного навантаження;

-П16 - комутувати клеми U_вих до різних видів навантаження;

-П15 - підключити режимну АРП до другого каскаду ППЧ, а П25 -до регульованого атенюатора.

Підстроювальний конденсатор С_св дозволяє змінювати величину зв’язку між контурами першого каскаду ППЧ, а змінний резистор R=4,7 кОм – змінювати напругу на базі транзистора Т7 (ГТ309Б).

Живлення транзисторів здійснюється від випрямляча 9 В, змонтованого в блоці "Випрямляч". Принципова схема детектора

АМ-сигналів розглянута в лабораторній роботі 3.

Рис. 4.1 Структурна схема експериментальної установки для дослідження АРП транзисторного приймача

Регулююча напруга для режимного АРП через фільтр знімається з навантаження детектора сигналу R1. Для АРП із використанням регульованого атенюатора детектор АРП виконаний на окремому діоді Д4 (Д9К) з послідовним включенням опору навантаження, вихідна напруга після якого підсилюється підсилювачем постійного струму (ППТ), зібраного на транзисторі Т8 (МП41).

Регулююча напруга через фільтр знімається з колекторного навантаження ППТ.

Порядок виконання роботи

Для проведення експериментів варто скористатися структурною схемою вимірів (рис.4.I).

1. Зняти амплітудну характеристику U_вих=¦(U_вх) двокаскадного резонансного ППЧ без АРП. Для цього необхідно:

-перемикачами П15 (блок "Підсилювач проміжної частоти"), П23, П25 (блок "Детектор і АРП") відключити всі АРП. Перемикачами П2, П13, П14, П17, П18 (усі - в положенні "2") зібрати двокаскадний ППЧ, навантаженням кожного з яких є резонансний контур (резонансний ППЧ). Клему "Вх" з'єднати безпосередньо з базою першого каскаду ППЧ (перемикач П1 - у положенні "I"), клему "Вих" підключити до виходу резонансного ППЧ (перемикач П16 - у положенні «3»);

-у блоці "Детектор і АРП" перемикачем П20 увімкнути резистор R1= =27кОм, П21 - конденсатор С1=10000 пФ, П26а і П26б поставити в положення "2", П19 - у положення "1", П22 - у положення "1";

-увімкнути живлення приладів і блоків "Підсилювач проміжної частоти" і "Детектор і АРП" ( перемикач "Джерело" у блоці "Випрямляч"- у положення „ППЧ – АРП”);

-підготувати вимірювальну апаратуру для вимірів. Подати з виходу ГСС напругу сигналу U_вх = 25 мВ ( ¦_г= 465 кГц, =30%,

F=1 кГц). По максимальному показанню лампового вольтметра

ВЗ-14, підключеного до Гн7 (чи клем "Вих"), домогтися збігу частот ГСС і ППЧ;

-змінюючи напругу сигналу на вході ППЧ приблизно від 10 мкВ до 100 мВ, зняти амплітудну характеристику.

2. Зняти амплітудну характеристику двокаскадного резонансного ППЧ із режимною АРП. Для цього потрібно в схему вимірів попереднього експерименту включити режимний АРП (перемикач П23 у блоці "Детектор і АРП"-у положенні "1", П15 у блоці "Підсилювач проміжної частоти" – у положенні "1"). Потім, змінюючи напругу сигналу на вході ППЧ приблизно від 10 мкВ до 100 мВ, зняти залежність U_вих=j₁(U_вх).

3. Зняти амплітудну характеристику того самого ППЧ при використанні автоматичної стабілізації рівня вихідної напруги регульованого атенюатора. Для цього необхідно відключити режимну АРП (перемикачі П15 і П23 - у положенні "2"). Підключити діод Д4 і ППТ системи АРП для регульованого атенюатора (перемикачі П19 - у положенні "2", П25 - у положенні "I"). Клему U_вх ППЧ приєднати до бази емітерного повторювача (перемикач П11 - у положенні "2") і зняти залежність U_вих=₂(U_вх). Результати вимірів з експериментів пп. 2 і 3 занести в табл.4.I.

Таблиця 4.1

Uвх , мкВ
Uвих мВ (без АРП)
Uвих, мВ (режимн. АРП)
Uвих мВ (АРП із регульованим атенюатором)

4. Спостерігати за перехідними процесами в системі ППЧ - АРП. Щоб мати можливість спостерігати перехідні процеси, викликані фільтром у ланцюгу АРП, необхідно, не змінюючи схеми попереднього експерименту, підключити до виходу детектора сигналу (чи ППЧ) осцилограф. Подати на вхід ППЧ напругу АМ- сигналу з рівнем 5…10мВ ( =30%, F=1 кГц). Одержати на екрані осцилографа стійке зображення посилених коливань. Вимкнути , а потім увімкнути несучу частоту на ГСС, спостерігаючи за зміною амплітуди сигналу на екрані осцилографа. Результати спостережень замалювати.

Зміст звіту

Звіт повинен містити:

1. Обґрунтування мети роботи.

2. Перелік використаної вимірювальної апаратури.

3. Структурну схему вимірювальної установки (рис.4.1) й принципову схему двокаскадного резонансного ППЧ із різними видами АРП із нанесеними номіналами R і C .

4. Графіки функцій U_вих=¦(U_вх), побудованих за результатами експерименту (табл.4.I).

5. Ілюстрації процесів, що спостерігаються.

6. Висновки за результатами експерименту.

Контрольні питання

1. Які особливості АРП у транзисторних приймачах?

2. Які методи АРП знаходять застосування в транзисторних приймачах?

3. З якою метою в радіоприймачах виробляється АРП?

4. Що розуміється під динамічним діапазоном АРП по вихідній і вхідній напрузі ?

5. Що називається ефективністю АРП?

6. Чому каскади, охоплені АРП, повинні передувати каскадам з ручним регулюванням?

7. На якому принципі працює режимна АРП?

8 Які функції виконує RС-фільтр у ланцюзі АРП і як повинно вибиратися значення його постійної часу ?

9. Назвіть достоїнства і недоліки схем АРП: простої незатриманої, простої затриманої і підсилено затриманої. Накреслить їхні амплітудні характеристики.

Лабораторна робота 5

КОМПЛЕКСНЕ НАСТРОЮВАННЯ І ВИМІР ХАРАКТЕРИСТИК ПРИЙМАЧА СВ -ДІАПАЗОНУ