ПРОХОЖДЕНИЕ АМ-КОЛЕБАНИЙ
Методические указания
к лабораторной работе по дисциплине
"Основы радиоэлектроники и связи"
Рыбинск
Цель работы – исследование изменения параметров амплитудно-модули-рованных сигналов при прохождении через избирательные цепи.
В работе снимаются зависимости коэффициента глубины модуляции сигналов на выходе последовательного, параллельного и связанных контуров от частоты модуляции при различных значениях добротности контуров.
6.1 Краткие теоретические сведения
Пусть колебание с тональной амплитудной модуляцией
(6.1)
приложено к линейной избирательной цепи, настроенной на несущую частоту модулированного колебания 
и имеющей комплексный коэффициент передачи
.
При 
справедливы равенства
; 
;
; 
.
Тогда сигнал на выходе избирательной цепи с симметричными относительно резонансной частоты частотными характеристиками
. (6.2)
Сравнивая отклик (6.2) и воздействие (6.1), приходим к следующим выводам:
1. Огибающая отклика так же, как и огибающая воздействия, изменяется по гармоническому закону.
2. Коэффициент глубины модуляции отклика
. (6.3)
Следовательно, имеет место относительное изменение коэффициента модуляции. Его можно оценить как
. (6.4)
3. Огибающая отклика отстает от огибающей входного колебания на угол
.
При действии АМ-напряжения на последовательный колебательный контур, настроенный в резонанс на несущую частоту и имеющий добротность 
, относительное изменение глубины модуляции тока в контуре
. (6.5)
Огибающая тока запаздывает относительно огибающей напряжения на угол
. (6.6)
При 
имеет место увеличение глубины модуляции отклика. Это возможно, например, в связанных контурах при связи больше критической.
Если резонансная частота избирательной цепи и несущая частота входного сигнала не совпадают, то появляются искажения огибающей отклика и паразитная угловая модуляция.
6.2 Домашнее задание
1. Рассчитайте последовательные контуры, имеющие резонансную частоту 
МГц и добротности 
и 
. Рассчитайте зависимость относительного изменения коэффициента модуляции напряжения на конденсаторе последовательного контура от частоты модуляции при двух значениях добротности, приняв, что контур настроен в резонанс на несущую частоту АМ-эдс, а частота модуляции изменяется от 1 кГц до 50 кГц. Изобразите рассчитанные зависимости.
2. Рассчитайте параллельные контуры, имеющие резонансную частоту МГц и добротности 
и . Рассчитайте зависимость относительного изменения коэффициента модуляции напряжения на параллельном контуре от частоты модуляции при двух значениях добротности, приняв, что к контуру подводится АМ-ток с несущей частотой, равной резонансной частоте контура, а частота модуляции меняется от 1 кГц до 50 кГц. Изобразите рассчитанные зависимости.
3. Изобразите зависимость относительного изменения коэффициента модуляции напряжения на конденсаторе второго контура системы двух контуров с емкостной связью от частоты модуляции для трех случаев, когда связь:
– меньше критической;
– равна критической;
– больше критической.
Считать, что первый и второй контуры настроены в резонанс на несущую частоту АМ-тока.
4. Ознакомьтесь с порядком проведения работы.
5. Подготовьте ответы на контрольные вопросы.
5.3 Порядок выполнения работы
1. Исследование частотных характеристик последовательного контура.
Определите характеристики при параметрах цепи, полученных при выполнении пункта 1 домашнего задания.
Схема для снятия амплитудно-частотной характеристики цепи, приведена на рисунке 6.1. По полученной АЧХ цепи определите резонансную частоту и полосу пропускания контура. Найдите добротность и характеристическое сопротивление контура.
 |
2. Исследование изменения параметров сигнала с тональной амплитудной модуляцией при прохождении через последовательный контур.
Схема эксперимента приведена на рисунке 6.2.
 |
Снимите зависимость коэффициента глубины модуляции напряжения на емкости последовательного контура от частоты модуляции при воздействии АМ-эдс с коэффициентом глубины модуляции 
и частотой заполнения, равной резонансной частоте контура, для двух значений добротности.
Коэффициент глубины модуляции напряжения на емкости контура измерьте двумя способами:
– осциллографическим методом: измерьте максимальное 
и минимальное 
значения огибающей АМ-сигнала. Рассчитайте коэффициент модуляции по формуле:
;
- спектральным методом: с помощью опции Analysis/Fourier постройте амплитудный спектр выходного сигнала (см. рисунок 6.3), а затем по отношению амплитуд боковых и несущего колебаний найдите коэффициент модуляции.
 |
3. Рассчитайте и постройте относительное изменение коэффициента глубины модуляции напряжения на емкости последовательного контура от частоты модуляции по результатам выполнения предыдущего пункта.
4. Исследование изменения параметров сигнала с тональной амплитудной модуляцией при прохождении через параллельный контур.
Схема эксперимента приведена на рисунке 6.4.
 |
Снимите зависимость коэффициента модуляции напряжения на параллельном контуре от частоты модуляции при воздействии АМ-тока для двух значений добротности при 
=50%.
Сопротивление Ri играет роль внутреннего сопротивления генератора. Для источника тока оно должно быть много больше сопротивления нагрузки.
5. Рассчитайте и постройте относительное изменение коэффициента глубины модуляции напряжения на емкости параллельного контура от частоты модуляции по результатам выполнения предыдущего пункта.
6. Исследование изменения параметров сигнала с тональной амплитудной модуляцией при прохождении через связанные контуры.
Схема эксперимента приведена на рисунке 6.5.
 |
Снимите зависимость коэффициента модуляции напряжения на емкости второго контура системы индуктивно-связанных контуров от частоты модуляции при воздействии АМ-тока при =50% и 
для тех случаев, когда связь меньше, равна или больше критической.
7. Рассчитайте и постройте относительное изменение коэффициента глубины модуляции напряжения на емкости второго контура от частоты модуляции по результатам выполнения предыдущего пункта.
6.5 Содержание отчета
1. Схемы исследуемых контуров.
2. Результаты расчетов и графики, полученные при выполнении домашнего задания.
3. Графики и таблицы с экспериментальными данными.
4. Выводы по работе.
6.6 Контрольные вопросы
1. Какие искажения наблюдаются при прохождении сигналов с непрерывной амплитудной модуляцией и как они оцениваются?
2. Как зависят коэффициент модуляции тока в последовательном контуре и коэффициент модуляции напряжения на реактивных элементах контура от частоты модуляции и добротности контура, если несущая частота равна резонансной частоте контура?
3. Как зависят коэффициент модуляции тока в общей ветви параллельного контура и напряжения на нем от частоты модуляции и добротности контура при воздействии на контур АМ-напряжения, если несущая частота равна резонансной частоте контура?
4. Почему увеличение добротности последовательного контура и частота модуляции вызывают уменьшение коэффициента модуляции тока и запаздывание его огибающей?
5. Поясните с помощью векторных диаграмм возможное запаздывание и опережение огибающей выходного АМ-сигнала относительно огибающей входного АМ-сигнала.
6. Чем объясняется задержка сообщения в одиночном контуре, полоса прозрачности которого достаточна для удовлетворительного пропускания спектра сообщения?
7. В каких случаях возможно возникновение перемодуляции?
8. Как зависит коэффициент модуляции тока во втором контуре системы индуктивно-связанных контуров от частоты модуляции, добротности контуров и коэффициента связи?
9. Можно ли, используя систему связанных контуров, увеличить коэффициент модуляции АМ-колебаний?
10.При каких условиях искажения АМ-колебаний в линейных цепях не возникают?
Литература
1.Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Советское радио, 1977.– с.238-244, 245-252.
2.Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа,1988.–с.218-224.