3. Задания и методические рекомендации

3.1. Изучение аналогового перемножителя

3 .1.1. Запустите программу Electronics Workbench. Вызовите файл 9_1.ewb, в котором приведена схема аналогового перемножителя (рис. 3.1). Установите напряжение на входе Y U_Y = 2 В. Изменяя напряжение на входе X перемножителя от –12 В до +12 В с шагом 4 В, получите зависимость выходного напряжения аналогового перемножителя U_ВЫХ = f(U_х).

К ак изменится вид зависимости U_ВЫХ = f(U_х), если напряжение на входе X перемножителя станет равным –4 В? Экспериментально проверьте ваше предположение.

3.1.2. Вызовите файл 9_2.ewb, в котором приведена схема перемножения постоянного и переменного аналоговых сигналов (рис. 3.2). Получите осциллограммы входных и выходных сигналов исследуемой схемы для напряжения на входе Y равного +1 В, –1 В и сравните их.

В ыполните спектральный анализ выходного сигнала исследуемой схемы для обоих случаев (U_y = +1 B и U_y = –1 B).

3.1.3. Вызовите файл 9_3.ewb, в котором приведена схема, возводящая в квадрат входной аналоговый сигнал (рис. 3.3). Получите осциллограммы входного и выходного сигналов исследуемой схемы.

Выполните спектральный анализ входного и выходного сигналов исследуемой схемы.

3.2. Получение и детектирование амплитудно-модулированных сигналов

3.2.1. Вызовите файл 9_4.ewb, в котором приведена схема амплитудного модулятора (рис. 3.4).

У становите генератор испытательных сигналов в режим формирования гармонического сигнала, частоту несущего сигнала на входе Input1 модулятора – f_Н = 100 кГц и амплитуду напряжения несущего сигнала – U_mН = 2 В.

Постоянное напряжение на входе Input2 установите равным амплитуде несущего колебания, частоту модулирующего сигнала на входе Input3 – f_М = 10 кГц, его среднеквадратичное значение – U_СРМ = 1 В.

3.2.2. Получите осциллограммы несущего колебания (Input1) и выходного сигнала модулятора (Output). Определите коэффициент модуляции по формуле:

,

где U_АММАКС и U_АММИН максимальное и минимальное значения амплитудно-модулированного колебания соответственно. Сравните его с расчетным значением, полученным по формуле: m = U_mH / U_mM, где U_mM – амплитуда модулирующего колебания, а U_mH – амплитуда несущего колебания.

3.2.3. Выполните спектральный анализ входных и выходного сигналов модулятора исследуемой схемы. Сравните полученные амплитудные спектры, объясните результаты.

3 .2.4. Вызовите файл 9_5.ewb, в котором приведена схема амплитудного модулятора и синхронного детектора (рис. 3.5).

Модулятор выполнен на операционном усилителе DA1 и аналоговом перемножителе DA2. Детектирование амплитудно-модулированного сигнала выполняет синхронный детектор. Он состоит из аналогового перемножителя DA3 и фильтра низкой частоты, состоящего из резистора R4, индуктивности L1 и конденсатора С1.

Установите: генератор испытательных сигналов в режим формирования гармонического сигнала; частоту несущего сигнала на входе Input1 модулятора f_Н = 100 кГц, амплитуду несущего сигнала U_mН = 2 В; частоту модулирующего сигнала на входе Input3 f_М = 10 кГц, его среднеквадратичное значение U_СРМ = 1 В. Постоянное напряжение на входе Input2 равно амплитуде несущего колебания.

3.2.5. Получите осциллограммы амплитудно-модулированного (Output1) и выходного сигнала синхронного детектора (Output3). Убедитесь, что на выходе синхронного детектора формируется восстановленный модулирующий сигнал.

3.2.6. Выполните спектральный анализ выходного сигнала модулятора, входного сигнала фильтра низкой частоты Input6 и выходного сигнала синхронного детектора. Сравните полученные амплитудные спектры, объясните результаты.