Описание лабораторной установки

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
,кГц
	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
,кГц
	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
,кГц
	5,08	5,81	6,56	4,94	2,22	6,37	6,21	6,58	6,67

 

Таблица 3.2

№п/п
,кГц
	4,49	4,83	4,68	2,57	-1,45	-4,07	-5,06	-5,71	-5,50

 

Таблица 3.3

№п/п
,кГц
	3,44	3,46	2,90	1,07	-1,12	-2,69	-3,51	-4,19	-4,33

 

 

Таблица 3.4

№п/п
,кГц
	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
,кГц
	-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
,кГц	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
,кГц	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 Um_uдетектора от частоты модулирующего гармонического сигнала. Реальная характеристика имеет линейный характер и постоянна для Um_u 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 Um_u к амплитуде приращения информационного параметра несущей

Кд = Um_u/? Um

Коэффициент передачи детектора можно определить из детекторной характеристики:

Кд = ktg k

где k — масштабный коэффициент пропорциональности