Практическое задание 6

1. Выполните схему демодулятора (рис.6) для АМ-сигнала, формируемого в первом практическом задании.

2. Выведите необходимые диаграммы напряжений и спектры сигналов, которые позволят вам правильно понять работу схемы.

3 . Смоделируйте несинхронность фаз колебаний генератора несущей частоты в модуляторе и гетеродина в синхронном детекторе. Для этого модифицируйте схему так, как показано на рис.7. Модифицированной схеме дайте имя, отличное от предыдущего, чтобы при моделировании можно было сравнить результаты детектирования. В схеме блок АВМ1.1 моделирует гетеродин приемника, фаза колебаний которого меняется по закону изменения напряжения источника V3.

4. Задайте параметры источника V3 так, чтобы фаза сигнала гетеродина менялась по синусоидальному закону в пределах от 0 до /2 с частотой в 3…5 раз меньше частоты модулирующего сигнала и посмотрите работу детектора при этом. Для наглядности сравнения выведите в Probe данные по предыдущей схемы детектора, открыв в текущем сеансе работы предыдущий файл *.dat. Вы получите два окна с данными от разных схем. Расположите окна на экране таким образом, чтобы одновременно наблюдать выходные сигналы обеих схем детекторов.

5 . Удалите из схемы аналоговый блок АВМ вместе с источником V3 и перемножитель М2, а между выходом блока модулятора и ФНЧ включите цепочку, изображенную на рис.8.

6. Посмотрите, как изменятся диаграммы напряжений в схеме и спектры сигналов на входе и выходе ФНЧ. Объясните полученные результаты и ответьте на вопрос, почему в данной схеме нельзя использовать нелинейный элемент в качестве детектора.

Детектор огибающей

Детекторы , использующие нелинейность ВАХ диода, широко применяются для детектирования АМ-сигналов. Однако они точно восстанавливают модулирующий сигнал при отсутствии несущей лишь в том случае, если модулирующее колебание x_m(t) всегда положительно. Если x_m(t) изменяет знак, то детектор огибающей, не имея опорной несущей для определения результирующего фазового сдвига, формирует на выходе сигнал, отличный от x_m(t).

Чтобы превратить биполярный сигнал в однополярный, достаточно добавить к нему положительный уровень, превышающий по величине отрицательный максимум в модулирующем сигнале. Другими словами, надо добавить сигнал несущей частоты по амплитуде не меньше амплитуды модулирующего сигнала.

Таким образом, в большинстве случаев, диодный детектор можно использовать для демодуляции АМ-сигналов с несущей или для DSB- и SSB- сигналов с восстановленной в приемном устройстве несущей.

Практическое задание 7

1 . На основе последней схемы создайте схему детектора огибающей, изображенную на рис.9. Здесь в модуляторе добавлен сумматор S1, который восстанавливает несущую частоту в АМ-сигнале.

2. Оцените форму выходного сигнала детектора при трех коэффициентах глубины модуляции m = 0,5; 1,0; 1,25 и объясните появление искажений сигнала при «перемодуляции».

3. Сравните коэффициенты передачи синхронного и диодного детекторов.

Содержание отчета

Включает в себя цель работы, описание каждого эксперимента, результаты выполнения практических заданий в виде временных диаграмм, спектров, графиков АЧХ и ФЧХ, сравнительного анализа полученных данных, выводы по результатам анализа.

Контрольные вопросы

1. Дайте понятие амплитудной модуляции и сформулируйте основные принципы получения АМ-сигнала.

2. Сформулируйте достоинства и недостатки амплитудно-моду-лированных сигналов с подавленной несущей и с одной боковой полосой.

3. Дайте физическое толкование теоремы Парсеваля и продемонстрируйте ее использование для оценки КПД амплитудной модуляции.

4. Нарисуйте схемы АМ-модуляторов на транзисторах и оцените их достоинства и недостатки.

5. Объясните методику выбора режимов работы транзисторных модуляторов.

6. Проиллюстрируйте принцип действия диодного балансного модулятора, используя ВАХ диода и временные диаграммы.

7. Объясните принцип работы синхронного детектора и докажите теоретически необходимость строгой синхронизации частоты и фазы напряжения гетеродина с частотой и фазой сигнала генератора несущей.

8. Нарисуйте схему детектора огибающей на транзисторе и объясните принцип его работы.

9. Нарисуйте схему диодного детектора огибающей и дайте методику расчета ее элементов.

Рекомендуемая литература

1. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов/ Н. Н. Фомин, Н. Н. Буга, О. В. Головин и др.; Под ред. Н. Н. Фомина. – М.: Радио и связь, 1996. – 512 с.: ил.

2. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/ В. В. Шахгильдян, В. Б. Козырев, А. А. Ляховкин и др.; Под ред. В. В. Шахгильдяна. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1996. – 500 с.: ил.

1. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1977. - 608 с.

1. Основы радиоэлектроники: Учебное пособие / Ю. И. Волощенко, Ю. Ю. Мартюшев, И. Н. Никитина и др.; Под ред. Г. Д. Петрухина.- М.: Изд-во МАИ, 1993. - 416 с.