Отчет
По лабораторной работе
«Частотный детектор»
по дисциплине
«Устройства приема и преобразования сигнала»
Выполнил:
студент группы РСС-1-11 Бондарев С.А.
Руководитель: Стариковский А. И.
Москва 2015
Цель лабораторной работы – экспериментальное исследование процесса детектирования ЧМ сигналов, выполняемого на основе:
· преобразования изменения частоты колебания в изменение амплитуды с последующим детектированием с помощью амплитудного детектора;
· преобразования изменения частоты колебания в изменение фазы с последующим детектированием с помощью фазового детектора.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка предназначена для автоматизированных экспериментальных исследований процесса детектирования ЧМ сигналов,
выполняемого на основе:
· расстроенного контура и диодного детектора,
· фазового детектора с одиночным контуром,
· дробного частотного детектора.
Вид лицевой панели и структурная схема лабораторной установки приведены на рис. 1.
Лабораторная установка включает в себя ЧМ генератор и блок детекторов.
Частотно-модулированный генератор входного сигнала с амплитудой
формирует ЧМ сигнал с регулируемым индексом модуляции и состоит:
· из генератора высокой частоты (ГВЧ) с регулируемой
напряжением частотой генерации в диапазоне 2200-2900 кГц;
· генератора низкой частоты (ГНЧ)
с регулируемыми: частотой в диапазоне 30 Гц– 15 кГц и амплитудой в пределах 0-750 мВ;
· модулятора, формирующего ЧМ сигнал.
В блоке детекторов имеются детекторы, выполненные на основе:
· расстроенного контура и диодного детектора (Тип 1);
· фазового детектора с одиночным контуром (Тип 2);
· дробного частотного детектора (Тип 3).
Рис. 1.
Задание 1. Измерение зависимости частоты сигнала на выходе ЧМ генератора от напряжения смещения
Таблица 1.1
![]() | ||||||||||||
![]() | 2409.7 |
Задание 2. Измерение детекторной характеристики частотного детектора на основе детектора на основе расстроенного контура (тип1).
Таблица 2.1
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 0,79 | 1,07 | 1,82 | 3,25 | 4,87 | 3,40 | 2,03 | 1,33 | 0,96 |
Таблица 2.2
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 0,70 | 0,93 | 1,50 | 2,62 | 3,98 | 3,46 | 2,13 | 1,38 | 1,04 |
Таблица 2.3
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 0,60 | 0,81 | 1,28 | 1,94 | 2,69 | 2,69 | 2,00 | 1,35 | 1,05 |
Таблица 2.4
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 0,53 | 0,72 | 1,12 | 1,66 | 2,34 | 2,48 | 2,00 | 1,42 | 1,10 |
=2410кГц
Задание 3. Измерение детекторной характеристики частотного детектора на основе фазового детектора (тип 2).
Таблица 3.1
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 5,08 | 5,81 | 6,56 | 4,94 | 2,22 | 6,37 | 6,21 | 6,58 | 6,67 |
Таблица 3.2
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 4,49 | 4,83 | 4,68 | 2,57 | -1,45 | -4,07 | -5,06 | -5,71 | -5,50 |
Таблица 3.3
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 3,44 | 3,46 | 2,90 | 1,07 | -1,12 | -2,69 | -3,51 | -4,19 | -4,33 |
Таблица 3.4
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | 2,81 | 2,69 | 2,15 | 0,89 | -1,12 | -2,29 | -2,88 | -3,32 | -3,65 |
=2410кГц
Задание 4. Измерение детекторной характеристики дробного частотного детектора (тип 3).
Таблица 4.1
№п/п | |||||||||
![]() | |||||||||
![]() | -0,70 | -0,91 | -1,47 | -2,13 | -0,84 | 1,49 | 1,75 | 1,17 | 0,67 |
=2340кГц
Задание 5. Измерение частотных характеристик детекторов.
Таблица 5.1
№п/п | ||||||||||
![]() | 0,037 | 0,115 | 0,3 | 0,52 | 2,29 | 6,5 | ||||
![]() | 0,47 | 0,575 | 0,603 | 0,622 | 0,651 | 0,664 | 0,671 | 0,696 | 0,694 | 0,55 |
Таблица 5.2
№п/п | ||||||||||
![]() | 0,05 | 0,115 | 0,3 | 0,52 | 2,28 | 6,5 | ||||
![]() | 1,278 | 1,364 | 1,375 | 1,353 | 1,385 | 1,321 | 1,29 | 1,203 | 1,192 |
Таблица 5.3
№п/п | ||||||||||
![]() | 0,05 | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 2,42 | 6,6 | 13,7 | |||
![]() | 0,242 | 0,257 | 0,264 | 0,264 | 0,272 | 0,27 | 0,264 | 0,263 | 0,261 | 0,217 |
Рис. 5.1
Задание 6. Исследование зависимости коэффициентов передачи детекторов от уровня модулирующего сигнала.
Таблица 6.1
![]() | ||||||||
![]() | 0,037 | 0,225 | 0,373 | 0,67 | 0,98 | 1,23 | 1,43 | 1,5 |
Таблица 6.2
![]() | ||||||||
![]() | 0,035 | 0,403 | 0,755 | 1,417 | 2,46 | 2,95 |
Таблица 6.3
![]() | ||||||||
![]() | 0,074 | 0,15 | 0,28 | 0,342 | 0,382 | 0,438 | 0,455 |
Вывод:
Детекторы преобразуют принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствующее передаваемому сообщению. В зависимости от вида модуляции различают амплитудные, частотные и фазовые детекторы.
Линейные искажения — амплитудно- и фазочастотные — обусловлены наличием в детекторе инерционных элементов, главным образом емкостей. Амплитудно-частотные искажения определяются зависимостью коэффициента передачи детектора К от частоты модуляции входного сигнала. Фазочастотные искажения оцениваются по степени линейности зависимости фазового сдвига выходного напряжения по отношению к огибающей входного радиосигнала от частоты модуляции.
Фазовое детектирование необходимо в радиоприемниках фазово-модулированных сигналов, а также в системах автоподстройки частоты и фазы. Детектирование фазово-модулированных сигналов сводится к преобразованию их в амплитуднофазово-модулированные и
последующему их детектированию при помощи амплитудного детектора.
Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей напряжения на выходе детектора от изменения информационного параметра несущей, подводимой к нему. При АМ информационным параметром является амплитуда, при ЧМ частота, при ФМ фаза.
Идеальная характеристика является линейной проходя через начало координат под углом a к оси абсцисс (рисунок 39). Реальная характеристика имеет отклонение, которые приводят к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.
Рисунок 39 - Детекторная характеристика детектора Частотная характеристика детектора
Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды выходного напряжения Umuдетектора от частоты модулирующего гармонического сигнала. Реальная характеристика имеет линейный характер и постоянна для Umu на всех частотах (рисунок 40). Отклонение реальной характеристики от идеальной приводит к частотным искажениям модулирующего сигнала. Также как и для модуляторов, по частотной характеристике определяют полосу пропускания детектора.
Коэффициент передачи детектора определяется для гармонического модулирующего сигнала и равен отношению амплитуды гармонического сигнала Umu к амплитуде приращения информационного параметра несущей
Кд = Umu/? Um
Коэффициент передачи детектора можно определить из детекторной характеристики:
Кд = ktg k
где k — масштабный коэффициент пропорциональности