0716 (Методическое пособие №0716)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Подлежит возврату № 0761 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Методические указания по выполнению лабораторных работ МОСКВА 2008 Подлежит возврату № 07б1 часть 3 МОСКВА 2008 КОНТЮЛЬНЫй ЛИСТОК ЮКОВ ВОЗ ТА КНИГА ДОЛЖНА БЫТЬ ВОЗВР ЗЖЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) РАДИОПРИЕМНИК УСТРОЙСТВА Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся по специальностям 210302 Радиотехника, 210304 Радиоэлектронные системы, 210301 Радиофизика Составители: М.Ю.

Баланов, И.В. Поваляева, А.И. Стариковский Редактор А.И. Стариковский Методические указания содержат описания лабораторных работ по курсам "Устройства приема и обработки сигналов", "Методы и устройства приема сигналов " и "Устройства приема и преобразования сигналов'". Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 210300 Радиотехника. Печатается по решению редакционно-издательского совета университета. Рецензенты: д.т.н., проф. А.И. Куприянов, к.т.н., доц. Е.М. Лазарев О МИРЭА,2008 Методические указания напечатаны в авторской редакции Подписано в печать 10.042008.

Формат 60х84 1П6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2„56. Уел. кр.-отт. 10,24. Уч;изд. л. 2,75. Тираж 300 экз. Заказ 229. Бесплатно Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический унивеРситет)" 119454, Москва, пр, Вернадского, 78. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА %1 ВХОДНАЯ ЦЕПЬ 1 1 Общие сведении Входной цепью (ВП) называется цепь устройств приема и обработки сигналов (УПОС), связывающая антенну с последующими каскадами, например, с усилителем радиосигналов или преобразователем частоты.

ВЦ предназначена для передачи энергии входного сигнала из антенны на входттазследующих каскадов и предварительной фильтрации помех. Необходимость фильтрации обусловлена тем, что следующие за входной цепью каскады (усилитель рациоситналов или преобразователь частоты) содержат электронные приборы (транзисторы, интегральные микросхемы), обладающие нелинейными вольтампернт4ьги характеристиками (ВАХ). Наличие таких приборов приводил к появлению различных нелинейных эффектов, например, перекрестных искажений — переносу модуляции мешающего сигнала на полезный сигнал. Обычно входная цепь не имеет в своем,среизве источников энергии,и может быть, представлена в виде четыр1вшолюсника. Для входных цепей,уадиоприемных устройств важное значение имеет ослабление приема сигналов на частоте зеркального канала 1,', и на прпмежутрчной частоте ~„' Учитывая, что обычно частота зеркального каиалаг = 1", + 2~„' и мешающие сигналы иа этой частоте не могут бытт отфильтрованы в полосовом усилителе промежуточной частоты, онн должны быть ослаблены с помощью входной цепи и избирательного усилителя радиосигналов.

Структурная' ехеййФоднбй цепи юображена на рис. 1.1, где Е~- наводимая в прне1я''.ной антенне ЭДС; Уд — внутреннее сопротивление антениь4'ИС'-' избирательная сйстема (один или'несколько резонаторов). Входные цепи можно классифицировать по ряду прюнаков. Различают, например, следующие связи первого резонатора избирательной системы с антенной: непосредственная, емкостная (внутренняя и внешняя), трансформаторная, автотрансформаторная и комбинированная.

и, Рис 1.1. Структурная схема входной цепи 12. Основные характеристики входной цепи Коэффициент передачи по напряжению равен отношению напряжения сигнала на выходе входной цепи и к ЭДС (Е„), наведенной в антенне полем принимаемого полезного входного сигнала: К„= — "=~к„~ ' Резонансный коэффициент передачи (К„0) — коэффициент передачи входной цепи на частоте, равной собственной частоте настройки избирательной системы. Для повышения чувствительности УПОС целесообразно выбирать входную цепь таким образом, чтобы резонансный коэффициент передачи оказывался возможно больше с учетом реализации заданной:избнрательйости.' Частотная селективность характеризует уменьшение значения модупя коэффициента передачи ~КЩ при заданной расстройке по частоте по сравнению с его значением при резонансе К„0 прн 1Е„4 = сопз1: Представление о частотной селективности входной цепи дает еб резонансная характеристика, которая поз~и~дяет определить избирательность входной цепи при произвольной частотной расстройка.

Полоса пропускання — ширина области частот вокруг собственной частоты контура Т0 с допустимой неравномерностью коэффициента передачи. Коэффициент перекрытия диапазона частот. Под перекры- тием диапазона частот понимается возможность настройки входной цепи на любую частоту данного диапазона или поддиапазона при условии, что неравномерность коэффициента передачи находится в допустимых переделах. Отношение максимальной частоты диапазона Г" к минимальной у" называется коэффициентом перекрытия диапазона: Кд = Т" ф;„;„. При использовании в качестве регулировочного элемента конденсатора переменной емкости отношение максимального значения С к минимальному значению С этой емкости выразится как С /Свм=Кд.

2 Зависимость основных характеристик от частоты настройки, т.е. частотная зависимость резонансного коэффициента передачи, избирательных свойств и коэффициента шума. Чем вьппе постоянспю коэффициента передачи входных цепей УПОС, тем легче обеспечить постоянство чувствительности устройств приема и обработки сигналов. 1З. Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей Количественные характеристики различных типов одноконтурных входных цепей могут быть получены из рассмотрения н5666ЩевйИгэявш1ИЬнтной схемы (рис. 1.2). В этой схеме комплексное сопротивление связи антенны с контуром 2 = г +)х отнесено к антенной цепи. Тогда полное комплексное сопротивление всей антенной цепи равнгх 2я'=Ел+К„=гА+г, +Ях„+х„)=гд'+)х„' (1.1) где гА' — — гА + г„; хя'= хА + х„; гА и г — активные составлжощие комплексного сопротивления антенной цепи и элемента связи антенны с контуром соответственно; х„и х — реактивные составляющие комплексного сопротивления антенной цепи и элемента связи антенны с контуром соответственно.

Полная выходная проводимость антенной цепи 1 1'л'= —, = %+ А (1.2) У Рис.1.3 Вид лицевой панели гя ХА где 0~ =,Б, = —. ~~л1' ~М' На рис. 1.2 антенная цепь представлена генератором тока 1„ = -Е,~/У~ и выходной проводимостью У~. Антенная цепь подключается к избирательной системе (контуру) через коэффициент включения ж = ЦШ„(где Ц и ӄ— напряжения на входе контура и на конденсаторе С соответственно), характеризующий степень связи антенной цепи с контуром.

Электронный прибор усилителя радиосигналов, подключенный к выходу контура, обладает входной проводимостью У = бз+ /Бж где Оз — активная, а Бз = атСз реактивная (емкостная) составляющие электронного прибора Этот прибор подключается к контуру через коэффициент включения и = и, /1/„. Рис. 1.2 Обобщенная эквивалентная схема входной цепи 1.4. Описание лабораторной установки Цель лабораторной работы — экспериментальное исследование работающей в диапазоне сотен килогерц — единиц мегагерц одноконтурных входных цепей с ненастроенной антенной и электронной перестройкой собственной частоты контура, выполненных по следующим схемам: - с внешнеемкостной связью; - индуктивной связью антенны с контуром (в режиме удлинения); - комбинированной связью.

Вид лицевой панели лабораторной установки приведен на рис. 1.3 На левом верхнем поле изображена функциональная схема установки. На нижнем поле расположена панель ручного управления с переключателями режимов работы, на правом поле — цифробуквенный дисплей с кнопками управления. Лабораторная установка состоит из генератора входного сигнала "О*; эквивалента антенны, коммутируемой схемы входной цепи с настраиваемым контуром и выходным буферным усилителем К. Генератор входного сигнала формирует сигнал с регулируемой частотой. Частота/; изменяется в диапазоне 250-2000 кГц, Входная цепь содержит: конденсаторы внешнеемкостной связи С1, С2, СЗ (С1<С2<СЗ); индуктивность связи; входной контуп; варикап Ч, предназначенный для настройки входного контура.

Панель ручного управления состоит из трех полей, Поле "ГВЧ" — генератор высокочастотного сигнала и,: «ДИАПАЗОН» - кнопка переключения диапазона регулировки частоты: ~,„.. Ял;Я„,„,~ ~„,„.. Д «ЧАСТОТА» - потенциометр плавной регулировки частоты ГВЧ внутри диапазона Поле «ВЦ» - входная цепь: «НАСТРОЙКА» - потенцнометр регулировки Б„(настройка контура входной цепи); «СВЯЗЬ» - кнопка подключения элементов связи С1, С2, СЗ, М. На задней стенке установки имеются разъем для подключения ЭВМ и контрольные выходы: «Вых 1» - напряжение выходного сигнала 1),«, «Вых 2» - входной сигнал (измерение частоты).

На цифробуквенном дисплее отображаются измеряемые величины и номер пункта работы. Под дисплеем расположены следующие кнопки: ««» - кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к началу; «>)» - кнопка перелистывания страниц с пунктами работы к концу; «Т» - кнопка сброса контроллера управления. 1.5 Программа и порядок выполнения работы Ознакомившись с описанием лабораторной установки и составив план проведения эксперимента, включить питание и саму установку нажатием кнопки «Вкл».

При выполнении лабораторной работы все переключения производятся с помощью кнопок на передней панели установки, включенное состояние кнопки индицируется светодиодом. Измерения выполняются встроенными приборами под управлением микроконтроллера, а результаты измерений выводятся на цифробуквенный дисплей. Выбор измеряемых величин и подключение их к цнфробуквенному дисплею производятся кнопками выбора пункта лабораторной работы (««», «»»).

Задание Е. Исследование входной цепи с внешнеемкостной связью антенны с контуром. Цель: получить зависимосп выходного резонансного напряжения У„= (У ) на выходе буферного усилителя К от частоты 1, входного сигнала для трех значений емкости конденсатора связи: С1, С2, СЗ. Порядок выполнения 1. Измерения при значении емкости связи, равной С1. 1.1.

Подключить С1. 1.2. Определить диапазон настройки входной цепи. Установить потенциометр «НАСТРОЙКА» в крайнее левое положение (минимальная частота настройки входной цепи). Изменяя частоту входного сигнала~„добиться резонанса. Зафиксировать минимальную частоту настройки г - и значение резонансного напряжения У, на этой частоте. Установить потенциометр «НАСТРОЙКА» в крайнее правое положение (максимальная частота настройки входной цепи). Изменяя частоту входного сигнала г„добиться резонанса. Зафиксировать максимальную чисту настройки г и значение резонансного напряжения У, на этой частоте.