Часть 1 – Частотная модуляция прямоугольного сигнала
Убедитесь в том, что выключатель на задней панели NIELVIS не горит (выключен).
Аккуратно вставьте экспериментальный подключаемый модуль EmonaDATEx в учебную платформу NIELVIS.
Установите выключатель способа контроляControlMode на Контроль ПК (PCControl).
Убедитесь, что блок NIDataAcquisition выключен.
Подсоедините NIELVIS к NIDataAcquisition (DAQ) и подключите к ПК.
Включите выключатель питания на задней панели NIELVIS, затем включите выключатель питания макетной платы (PrototypingBoardPower) на передней панели.
Включите ПК и дайте ему загрузиться.
После завершения процесса загрузки, включите DAQ и следите за оповещением ПК о том, что ПК его распознал.
Запустите программное обеспечение NIELVIS.
Запустите программное обеспечение Передней панели (SortFrontPanelSFP) и убедитесь в контроле над DATEx.
Двигайте (передвиньте) выключатель Функционального генератора ControlMode так, чтобы он больше не находился в Ручном положении управления (Manual).
Запустите виртуальный Функциональный генератор и включите его.
Чтобы включить Функциональный генератор, нажмите ON/OFF.
Настройте Функциональный Генератор, используя мягкие средства его контроля выходных характеристик следующим образом:
Waveshape : Sine (форма волны);
Frequency: 10 kHzexactly (частота);
Amplitude: 4Vp-p (амплитуда);
DCOffset: 0V (смещение постоянной составляющей).
Подождите пока показания частоты Функционального Генератора обновятся и минимизируйте его.
Соберите схему:
Данное соединение может быть представлено блок-схемой:
Модуль Masersignal используется для обеспечения прямоугольных импульсов с частотой 2кГц, а VCO – ЧМ модулятор с несущей частотой 10 кГц.
Запустите осциллограф NIELVISOscilloscopeVI.
Настройте осциллограф следующим образом:
Trigger Source control - Immediate
Timebase control - 100 µs/div
Активируйте второй канал осциллографа для просмотра ЧМ сигнала на выходе VCO, а так же сигнала сообщения.
Переключите TriggerSourcecontrol в режим первого канала.
Примечание: После выполнения шага 20, вы, вероятно, потеряете изображение, но это лишь до момента окончания выполнения следующего шага.
Настройте: Trigger Level control - 2.5 V
На заметку: Сейчас вы должны видеть наложение исходного сигнала сообщения и ЧМ сигнала.
Вопрос 1
Почему несущая частота меняется?
Часть 2 – Формирование чм сигнала с использованием речи
Вернитенастройки Trigger Level control – 0 V.
Выньтештекерысвыхода 2kHz SINE модуля Master Signals.
Соедините их с выходом модуля Speech как показано на рисунке 4.
Настройтеосциллограф: Timebase control - 200 ms/div
Погудите, посвистите и поговорите в микрофон, наблюдая за происходящим на дисплее осциллографа.
Часть 3 – Мощность чм сигнала
Отсоедините вход VCOINна модуле Функционального Генератора от выхода модуля Speech.
Установите собственную частоту VCO -50 kHz в настройках FunctionGenerator.
МинимизируйтеФункциональный Генератор.
Найдите Усилительный модуль (Amplifier) на панели DATExSFP и поверните ручку Gain против часовой стрелки до упора.
Соберите схему:
Данная
схема может быть представлена в виде
следующей блок-схемы:
Вход VCO заземляется, его выход – одиночная синусоида с частотой 50 kHz
Закройте окно осциллографа.
Запуститеанализатор NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer VI.
Настройте анализатор следующим образом:
General
Sampling на Run
Input Settings
Source Channel на Scope CHA
Voltage Range - ±10 V
FFT Settings
Frequency Span – 100000
Resolution – 400
Window – 7 term B-Harris
Averaging
Mode – RMS
Weighting – Exponential
# of Averages – 3
Triggering
Triggering – FGEN SYNC_OUT
Frequency Display
Units – Liner
RMS/Peak – RMS
Scale – Auto
Markers – OFF
После этого, должно появиться изображение синусоиды.
Используйте M1 marker осциллографа, чтобы измерить частоту гармонических колебаний и сравнить ее с собственной частотой VCO (50 kHz).
Слева от указателя частоты (marker`sfrequency) осуществляется запись измеренных значений. Заполните таблицу:
-
Немодулированная несущая,
Почему
Анализатор измеряет квадрат
среднеквадратичного (RMS)
напряжения сигнала? Чтобы ответить на
данный вопрос, вспоним, что мощность
сигнала может быть рассчитана по формуле:
.
Это
означает, что мощность и квадрат RMS
напряжения сигнала пропорциональны.
Модифицируйте схему:
Она может быть представлена в виде блок схемы:
Важно, как только наименьший коэффициент усиления усилительного модуля не будет равен нулю, несущая становится частотой, модулированной низким уровнем сигнала. Это значит, что на дисплее анализатора будет показано около 4 боковых полос (частот).
Используйте маркер для измерения RMS напряжения пяти синусоид, представленных в спектре сигнала.
Заполните таблицу 2:
-
Синусоида
1
2
3
4
5
итого
Используйте Gain усилительного модуля, чтобы увеличить модуляцию ЧМ сигнала, пока несущая не упадет до 0.
Повторите шаги 39 и 40 для 6 синусоид и заполните таблицу 3.
-
Синусоида
1
2
3
4
5
6
итого