Амплитудная модуляция и детектирование АМ (1075485), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В отчете поясните трансформацию спектра в выходном напряжении, появления в нем постоянной составляющей. Вычислите по спектру входного напряжения коэффициент модуляции, сравните с заданной величиной (m=0.5 см. задание амплитуды генератора V2).

Для получения зависимостей изменения амплитуды и коэффициента нелинейных искажений Kn выходного напряжения от коэффициента модуляции проводите анализа Transient в два этапа. Задавшись величиной коэффициента модуляции m входного АМ-сигнала, т. е. придав генератору V2 такую амплитуду, на первом этапе проведите анализ Transient с начальными нулевыми условиями и с предварительным расчетом схемы по постоянному току. По окончанию анализа запомните состояние схемы для проведения второго этапа. Его следует провести без предварительного расчета по постоянному току и с начальными условиями, которые получены по окончанию первого этапа расчета. Вывод результатов данного анализа фиксируйте создание числовых файлов, фрагменты которых (см. рис.4) сохраняйте в рабочем Word-файле.

m=0

m=0.2

m=0.4

m=0.6

m=0.8

m=1

Рис. 2.4. Данные числового файла для построения зависимости амплитуды выходного напряжения (вторая строка в функции HARM) и коэффициента нелинейных искажений от коэффициента модуляции m.

По результатам моделирования постройте зависимости изменения постоянного Vout0 выходного напряжения, амплитуды первой гармоники выходного напряжения Vout1 на частоте модулирующего напряжения и коэффициента нелинейных искажений (коэффициента гармоник относительно модулирующей частоты без учета частоты несущей). Пример таких зависимостей показан на рис. 2.5.

а
)

б
)

Рис. 2.5. Изменения выходного напряжения Vout и коэффициента нелинейных искажений Kn в зависимости от коэффициента модуляции m входного АМ-сигнала для диодного детектора.

Vout0 – постоянная составляющая выходного напряжения [B];

Vout1 – амплитуда первой гармоники выходного напряжения на частоте модулирующего напряжения [B];

Kn – коэффициент нелинейных искажений [%] выходного напряжения.

В отчете по данной лабораторной работе следует дать физическое пояснение данным зависимостям, их связь с характеристикой детектирования, указать причины возрастания нелинейных искажений с возрастанием коэффициента модуляции.

1. Исследовать детектирование диодным детектором радиоимпульса.

Под радиоимпульсом принимают АМ-сигнал с 100% модуляцией модулирующим напряжением в виде прямоугольного импульса. Для получения такого АМ-сигнала в схеме, набранной на рабочем поле МС7, проведите две коррекции: 1) замените генератор модулирующего напряжения V2 на V3 (перенесите обозначенный узел Y на вывод генератора V3) и 2) измените закон функционального генератора напряжений NF на новый вида:

V(X)*V(Y).

Задайте следующие параметры для импульсного генератора V3: начальный уровень (VZERO) – 0, амплитуду (VONE) – 2 B., длительность прямоугольного импульса равной 1/2T_M (T_M=1F_M). Для задания такой длительности в параметрах генератора V3 введите следующие величины точек: Р1=0, Р2=0, Р3=1/2T_M, Р4=1/2T_M и Р5=T_M.

После проведения коррекции схемы на рабочем поле МС7 переходите к исследованию ее работы. Первоначально просмотрите форму и спектр импульсного модулирующего напряжения, используя анализ типа Transient. Для наглядного представления формы модулирующего напряжения V(Y) закажите общее время анализа Transient равное 2* T_M , а полученной осциллограмме обозначьте амплитуду импульсного напряжения, его длительность и период (см. рис. 2.6).

Р
ис. 2.6. Импульсная форма модулирующего напряжения.

Для нахождения спектра импульсного модулирующего напряжения используйте функцию HARM(), помня о том, что при ее использовании длительность анализа должна составлять точно один период исследуемого сигнала. При определении спектра модулирующего напряжения самостоятельно назначайте диапазон изменения спектральных компонент. Пример получения спектра импульсного модулирующего напряжения приведен на рис. 2.7.

Р
ис. 2.7. Форма и спектр импульсного модулирующего напряжения.

Аналогично просмотрите форму V(Int) и спектр HARM(V(int)) напряжения на входе диодного детектора, которые в качестве примера приведены на рис. 2.8.

Р
ис. 2.8а. Осцилограмма радиоимпульсного сигнала, поступающего на входе амплитудного детектора.

Р
ис. 2.8б. Осциллограмма и спектр радиоимпульсного сигнала на входе амплитудного детектора.

В отчете по лабораторной работе поясните связь спектров модулирующего напряжения и входного напряжения диодного детектора, докажите ее количественными соотношениями.

Далее, просмотрите осциллограмму выходного напряжения диодного детектора на отрезке времени равном 2*T_M (cм. рис. 2.9а). Используя пиктограмму Scale Mode выделите в более крупном масштабе части «вершины» выходного импульсного напряжения для определения периода наблюдаемых колебаний, их амплитуды и средней ее величины (см. рис. 2.9б).

Р
ис. 2.9а. Осциллограмма выходного напряжения диодного детектора.

Р
ис. 2.9б. Осцилляции выходного напряжения диодного детектора на вершине импульса.

В отчете следует пояснить физику происхождения осцилляций выходного напряжения на вершине импульса, их формы. По данным результатам следует определить среднее значение амплитуды выходного напряжения для определения в последующем анализе длительности переднего и заднего фронтов выходного импульсного напряжения. Определив среднее значение Usp выходной амплитуды закажите построение при последующем анализе на осциллограмме выходного напряжения двух постоянных уровней 0.1*Usp и 0.9*Usp, по которым измерьте длительности переднего и заднего фронтов. При оценки длительности фронтов представляйте необходимую часть осциллограммы выходного напряжения в укрупненном масштабе, используя пиктограмму Scale Mode (см. рис.2.10).

Р
ис. 2.10а. К измерению длительности заднего фронта выходного напряжения амплитудного детектора.

Р
ис. 2.10б. К измерению длительности переднего фронта выходного напряжения амплитудного детектора.

В отчете следует пояснить в силу каких причин отличаются длительности переднего и заднего фронтов выходного импульсного напряжения, дать им аналитическую оценку, которую сравнить с результатами анализа.

Получите спектр выходного импульсного напряжения детектора, который сравните со спектром модулирующего напряжения. Для получения спектра выходного импульсного напряжения анализ Transient проводите в два этапа: первый этап с предварительным расчетом схемы по постоянному току и нулевыми условиями, по результатам которого запоминается состояние схемы; на втором этапе без предварительного расчета по постоянному току и использовании начальных условий из файла, созданного на предыдущем шаге. Полученные таким образом спектры модулирующего и выходного напряжения детектора показаны на рис. 2.11.

..

.

.

.

.

Рис. 2.11. Осциллограммы модулирующего напряжения V(Y) и выходного напряжения V(OUT) диодного детектора и их спектры.

В отчете следует пояснить причины появления отличий спектров модулирующего напряжения и выходного напряжения диодного детектора, указать в какой спектральной области наблюдаются при детектировании наиболее сильные искажения.

По выполнении данной лабораторной работы готовится отчет установленного образца.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы