Контрольные вопросы.
Как изменяется спектр прямоугольного импульса при изменении частоты повторения при постоянной длительности?
Чем отличаются спектры треугольного и прямоугольного импульсов при длительностях много меньших периода повторения τ << T ?
Как изменяется спектр сигнала периодического и непериодического сигнала при изменении его длительности в n раз?
Работа №2. Экспериментальное исследование спектральных характеристик ам - сигналов.
Модуляция – одно из важнейших преобразований в радиотехнике – сводится к тому, что некоторые параметры носителя информации меняются в соответствии с законом передаваемого сообщения. В качестве носителя используют или высокочастотные гармонические колебания, или периодическую последовательность импульсов, в соответствии с этим различают непрерывную и импульсную модуляцию.
При непрерывной модуляции варьируют один из трех параметров гармонического колебания:
,
т.е. модулированное колебание имеет вид:
.
В последнем случае (угловая модуляция)
основными являются соотношения,
связывающие мгновенные значения фазового
угла
и угловой частоты
,
.
свидетельствующие о неразделимости частотной и фазовой модуляции. При амплитудной модуляции (АМ) имеем
где приращение амплитуды
пропорционально закону модулирующего
сигнала, т.е.
В частности если
(тональная модуляция), то
и
,
где
- коэффициент глубины модуляции. В этом
случае (
принято равным нулю)
т.е. модулированный сигнал содержит три
гармонические составляющие: несущей
частоты
и две боковые с частотами
.
Следует иметь в виду, что такой сигнал,
обладая дискретным спектром, в то же
время в общем случае не является
периодическим. Если
то
,
где
- парциальные коэффициенты глубины
модуляции.
Видно, что при этом около составляющей
несущей частоты формируются две
симметричные боковые полосы с частотами
и
.
Отсюда ясен спектральный смысл модуляции,
заключающийся в том, что спектр
модулирующего сигнала смещается в
область высоких частот (на величину
).
Это и дает возможность передать его на
значительное расстояние. Условие
неискаженной передачи сообщения, т.е.
отсутствия перемодуляции, имеет вид
.
Содержание работы
Изучение теоретических основ спектрального представления амплитудно-модулированных сигналов и ознакомление с аппаратурой, необходимой для исследования спектральных характеристик сигналов.
Необходимые инструменты и приборы
Генератор сигналов DG1000.
Осциллограф RIGOL_DS1000CA-D-E
Краткое описание макета
При выполнении работы производится определение амплитуд и частот спектральных составляющих АМ - сигнала и коэффициента модуляции.
Частоты гармонических составляющих определяются путем калибровки осциллографа RIGOL_DS1000CA-D-E. Амплитуды гармонических составляющих определяются по отношению к величине амплитуды основной гармоники по сетке на экране осциллографа. Коэффициент модуляции рассчитывается по формуле
,
где
- амплитуды боковой составляющей АМ –
сигнала на спектрограмме, мм;
-
амплитуда основной составляющей
(несущей) в спектре АМ – сигнала, мм.