Вопрос 5.
Почему на выходе перемножителяMULTIPLIER присутствует сигнал, даже когда вы ничего не говорите в микрофон?
Часть 3. Исследованиеглубинымодуляции
Соберите схему 2, чтобы источником сообщения вместо речи вновь стала синусоида 2 кГц.
Попробуйте менять амплитуду сигнала, используя регулятор G сумматора сигналов ADDER. Проследите как это отразится на АМ сигнале.
На рисунке показаны: Q – узел, P – пик.
Посчитайте глубину (индекс) модуляции, используя формулу:
Для предотвращения искажений передаваемой информации — модулированного сигнала — значение m должно быть в пределах от нуля до единицы. Если больше – то произойдет перемодуляция. Чтобы посмотреть, что это такое – увеличьте до максимума амплитуду информационного сигнала с помощью регулятора G. Сравните огибающую АМ сигнала с исходным.
Вопрос:
Что происходит с АМ сигналом при перемодулции? Каков максимальный индекс модуляции без перемодулции?
Лабораторная работа 6 - DSBSCмодуляция
Краткая теория
DSBSC - система модуляции подобная АМ, в тоже время отличающаяся от нее. (АМ была рассмотрена в лабораторной работе 5)
Так же как и АМ, DSBSC использует микрофон или какие-либо другие преобразователи речи и музыки в электрический сигнал, называемый сообщением или полосовым сигналом. Затем сигнал сообщения используется для изменения амплитуды чистой синусоиды, называемой несущим колебанием. Так же как и в АМ, несущее колебание обычно имеет частоту, намного превосходящую частоту сообщения.
На рисунке 1 показан простой сигнал сообщения и немодулированная несущая. Так же проиллюстрирован результат модуляции несущей с использованием DSBSC.
Кажется нет никакого различия между AM и DSBSC. Однако, давайте рассмотрим рисунок 2, представленный ниже, иллюстрирующий DSBSC сигнал. Пунктиром обозначены огибающие линии сигнала ( то есть, его положительные и отрицательные пиковые значения). Если вы приглядитесь к ним, то увидите, что они не одинаковой формы с сигналом, в отличие от АМ (посмотрите лабораторную работу 5).
Вместо этого, поочередные половины огибающей повторяют форму сигнала (рисунок 3).
Разница между DSBSC и АМ учитывается и математической моделью, определяющей DSBSC сигнал:
DSBSC = сигнал сообщение *несущая
Теперь вы видите разницу между DSBSC и АМ? Если нет, тогда посмотрите на уравнение АМ в лабораторной работе 5.
Когда сигнал сообщения представляет собой простую синусоиду (рисунок 1), решение уравнения (обязательно включающее тригонометрические действия) говорит нам, что DSBSC сигнал состоит из двух синусоид:
Одна с частотой, равной сумме несущей и частотами сигнала сообщения
Другая – разнице между ними.
Важно , что DSBSC сигнал не содержит синусоиды несущей частоты. Это еще одно важное отличие DSBSC от АМ.
Тем не менее, как показывает решение уравнения, при DSBSC и АМ одинаково формируется пара синусоид для каждой синусоиды, содержащейся в сообщении. При этом одна из них выше частоты немодулированного колебания, другая – ниже. Такие сигналы как речь и музыка состоят из тысяч синусоид, тысячи пар синусоид, которые находятся по обе стороны от частоты несущей, формируются в DSBSC сигнал. Две эти группы образуют полосы пропускания.
Итак, наличие двух полос пропускания при отсутствии несущей и дает нам имя данного вида модуляции – double-sideband, suppressedcarrier (DSBSC) – модуляция сигнала с двумя боковыми полосами и подавленной несущей.
Несущая частота при АМ составляет в среднем 66% от мощности сигнала, но при этом она не содержит какие-либо части исходного сообщение и необходима только для «настройки» (тюнинга). Таким образом, не посылая несущую, DSBSC предлагает существенное сохранение энергии, что является ее преимуществом перед АМ.
Экспериментальная часть
В данной лабораторной работе вам предстоит использовать EmonaDATEx для формирования реального DSBSC сигнала, реализуя его матмодель. Это означает, что вы возьмете чистую синусоиду (сигнал сообщение) и перемножите ее с другой синусоидой на более высокой частоте (несущая). Вы рассмотрите DSBSC сигнал, используя осциллограф, и сравните его с исходным сообщением. То же самое вы проделаете с речевым сообщением.
Затем, изменяя амплитуду сигнала сообщения, пронаблюдайте как это влияет на «интенсивность» несущей. Так же вы рассмотрите эффекты модуляции несущей.
Выполнение лабораторной работы займет около 50 минут.
Порядок выполнения
Часть А – Генерирование DSBSC сигнала с использованием простого сообщения
Запустите виртуальный осциллограф NIELVIS.
Настройки осциллографа должны соответствовать настройкам по умолчанию (лабораторная работа 1). Убедитесь, что TriggerSource контроль установлен на первый канал (CH 0).
Соедините, как показано на рисунке 4.
Примечание: Заземлите черные провода осциллографа. (GND)
Данное соединение может быть представлено следующей блок-схемой (рисунок 5), которая реализует уравнение: DSBSC = сигнал сообщения*несущая.
С данными значениями, уравнение можно записать:
DSBSC = 4Vp-p2kHz синусоида * 4Vp-p100kHz синусоида
Настройте Timebase контроль осциллографа, чтобы видеть выходные данные (2 кГц синусоиды) модуля MasterSignal.
Активируйте второй канал осциллографа, чтобы видеть DSBSC сигнал на выходе модуля Умножителя так же как и сигнал сообщения.
Настройте первый канал осциллографа
и второй канал
Постройте два графика в масштабе (сигнал сообщения выше, чем DSBSC сигнал)
Сравните сигналы, используя Position контроль первого канала осциллографа.
Вопрос 1
Какая особенность выхода модуля умножителя показывает, что это DSBSC сигнал?
Вопрос 2
DSBSC сигнал является комплексным сигналом, состоящим из множества сигналов. Является ли одним их этих сигналов 2кГц синусоида? Ответ поясните.
Вопрос 3
Для исходных входных данных модуля Умножителя, сколько синусоид содержит DSBSC сигнал и каковы их частоты?
Вопрос 4
Почему это делает DSBSC предпочтительнее, чем АМ?
Часть Б – Генерирование DSBSC сигнала с использованием речевого сигнала.
Отсоедините провода от выхода модуля MasterSignals.
Соедините их с выходом модуля Speech, как показано на рисунке 6. Помните, что пунктирные линии показывают провода, которые уже соединены.
Настройте контроль Timebase осциллографа 1ms/div
Пошумите и поговорите в микрофон, следя за экраном осциллографа.