- •Методическое пособие
- •Введение
- •Р ис.1. Лабораторная установка
- •(Краткое руководство для пользователя)
- •Форматирование графиков
- •Работа с курсорами
- •Лабораторные работы
- •Домашнее задание
- •Р ис.6. Периодическая последовательность треугольных импульсов Лабораторное задание
- •1. Изучение влияния параметров гармонического сигнала
- •2. Синтез периодических сигналов из спектральных составляющих
- •3. Изучение спектра периодического сигнала типа «меандр»
- •4. Изучение влияния периода повторения импульсов на спектр
- •5. Изучение влияния параметров импульса на спектр
- •6. Изучение спектральных функций прямоугольного и треугольного импульсов
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •1. Изучение амплитудно-частотной характеристики
- •2. Изучение влияния взаимной расстройки сигнала и цепи
- •3. Изучение влияния частоты модуляции на параметры
- •4. Изучение искажений передаваемого сигнала
- •5. Изучение искажений передаваемого сигнала
- •Контрольные вопросы
- •Домашнее задание
- •1. Измерение амплитудно-частотной характеристики
- •2. Изучение нелинейного резонансного усиления
- •3. Изучение удвоения частоты гармонического сигнала
- •4. Изучение колебательных характеристик резонансного усилителя
- •5. Изучение нелинейного резонансного усиления ам-сигнала
- •6. Изучение нелинейных искажений при резонансном усилении
- •Лабораторное задание
- •1. Изучение влияния емкости нагрузки на процесс детектирования
- •2. Изучение влияния сопротивления нагрузки
- •3. Изучение детекторной характеристики
- •4. Изучение влияния полосы пропускания нч-фильтра
- •5. Изучение нелинейных искажений при детектировании
- •Содержание
3. Изучение детекторной характеристики
и измерение коэффициента детектирования
Оставьте в схеме детектора исходный резистор (R≈10 кОм) (два других резистора вам еще потребуются). Переключите генераторно-измерительную систему в режим изучения детекторных характеристик нелинейных цепей. Введите параметры входного сигнала (u0=0, f0=200 кГц).
Включите отображение измеряемой характеристики и запустите автоматическое измерение детекторной характеристики. Установите удобные пределы измерений (примерно 0<Um<5 В) и подберите удобный шаг измерений. Зарисуйте измеренную детекторную характеристику.
Включите отображение расчетной характеристики (рассчитанной по приближенной математической модели детектора для сильных сигналов):
v0(Um) = (u0+Um−uн) kд (u0+Um−uн), где u0≤uн.
Методом подбора параметров модели, дающих хорошую аппроксимацию измеренной характеристики, измерьте коэффициент детектирования kд.
Заменяя резистор нагрузки (увеличивая и уменьшая R на порядок), повторите измерения детекторной характеристики и коэффициента детектирования. (Новые характеристики нанесите на ранее построенный график, измеренные значения kд добавьте в таблицу п.2).
Оставьте в схеме детектора исходный резистор (R≈10 кОм). Уменьшите пределы измерений (примерно до 0<Um<0,5 В) и подберите новый шаг измерений. Измерьте и зарисуйте начальный участок детекторной характеристики.
4. Изучение влияния полосы пропускания нч-фильтра
на детектирование АМ-сигналов
Вернитесь в режим измерения характеристик сигналов (осциллограмм и спектров).
Включите отображение генерируемого и измеряемого сигналов. Сформируйте АМ-сигнал с гармоническим законом модуляции:
u(t) = u0 + Uнес (1 + M cos (Ωt)) cos (ω0t),
где u0=0, Uнес=2,5 В, М=0,8, F=0,5 кГц, f0=200 кГц («точность» 0,5 кГц). Установите удобные пределы отображения (2÷3 периода модуляции по времени и 0500 кГц по частоте).
Отключив конденсатор нагрузки, наблюдайте неотфильтрованные ВЧ-составляющие выходного сигнала. Подключая различные конденсаторы нагрузки (в порядке увеличения емкости), обратите внимание на улучшение фильтрации выходного сигнала от ВЧ-составляющих, а при чрезмерно большой емкости — на появление искажений передаваемого сигнала.
Зарисуйте осциллограммы и спектрограммы входного и выходного сигналов для трех характерных случаев (на спектрограммах покажите только участки 02 кГц и 200±2 кГц): 1) при отключенном конденсаторе (С=Сп); 2) при «оптимальной» емкости нагрузки (С=Сопт); 3) при чрезмерно большой емкости (С>Сопт).
5. Изучение нелинейных искажений при детектировании
АМ-сигналов
Оставьте в схеме выбранный «оптимальный» конденсатор. Уменьшите пределы отображения спектра сигнала (до 0< f <2 кГц).
Уменьшите амплитуду несущей входного сигнала до 0,25 В и увеличьте коэффициент модуляции до 1,0. Обратите внимание на нелинейные искажения передаваемого сигнала в этом режиме.
Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов и спектрограмму выходного сигнала (в низкочастотном диапазоне 0÷2 кГц) для режима с нелинейными искажениями.
Контрольные вопросы
1. Изобразите схему последовательного диодного детектора.
2. Что такое детекторная характеристика?
3. Как рассчитать детекторную характеристику диодного детектора, если характеристика диода аппроксимирована кусочно-линейной функцией (uн=0)?
4. Какой вид имеет детекторная характеристика диодного детектора?
5. Что такое коэффициент детектирования? От чего зависит коэффициент детектирования диодного детектора?
6. Как следует выбирать параметры нагрузки и режим работы диодного детектора для обеспечения неискаженного и достаточно эффективного детектирования амплитудно-модулированных колебаний? Изобразите осциллограммы и спектрограммы входного напряжения, тока диода и выходного напряжения при работе в этом режиме.
7. Диодный детектор работает в режиме неискаженного детектирования амплитудно-модулированных колебаний. Как изменится осциллограмма выходного напряжения, если существенно уменьшить амплитуду несущей входного напряжения?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 2003.
2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Руководство к решению задач. – М.: Высшая школа, 1987.
3. Гоноровский И.С., Демин М.П. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1994.
4. Карташев В.Г., Жихарева Г.В. Основы теории сигналов. – М.: Издательство МЭИ, 2002.