Лэти» радиотехнические цепи и сигналы лабораторный практикум санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2003

Вид материала

Практикум

Содержание 10.2. Описание лабораторной установки 10.3. Задание и указания к выполнению работы 2. Исследование гетеродинирования. 3. Исследование детектирования. RC-нагрузку (положение 4 Содержание отчета

Подобный материал:

• Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2006, 1935.03kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2006, 648.91kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгэту «лэти» 2004, 1302.72kb.
• СПбгэту центр по работе с одаренной молодежью информационное письмо санкт-Петербургский, 63.77kb.
• Новые поступления за январь 2011 Физико-математические науки, 226.57kb.
• Методические указания по выполнению курсового проекта Санкт-Петербург, 552.69kb.
• Отчет по производственно-технологической практике на тему «Исследование управляющей, 74.72kb.
• Программа экзамена по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы,, 67.29kb.
• 1. Обязательно ознакомиться с пакетом заранее. Все вопросы можно обсудить с редакторами, 215.48kb.
• Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению 140400. 68 «Электроэнергетика, 93.68kb.

10.2. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка включает лабораторный макет, два высокочастотных генератора, осциллограф и анализатор спектра. Лабораторный макет для исследования нелинейных радиотехнических устройств содержит цепь, состоящую из полупроводникового диода, имеющего нелинейную ВАХ, регулируемого источника напряжения смещения , последовательно с которыми можно включать один или два источника электрических колебаний — генератор 1 и генератор 2. Выходное напряжение, снимаемое с нагрузки, подается одновременно на осциллограф и анализатор спектра, что позволяет проводить измерения во временной и частотной областях. Переключение рода нагрузки производится переключателем S1.1, с помощью которого можно включить: резисторную нагрузку 1, полосовой фильтр 2 (параллельный колебательный контур с резонансной частотой 200 кГц), полосовой фильтр 3 (резонансная частота 1,9 МГц) или RС-нагрузку 4, емкость которой можно подключать или отключать с помощью переключателя S2. Миллиамперметр, включенный в цепь, показывает постоянную составляющую тока.

10.3. Задание и указания к выполнению работы

1. Исследование амплитудной модуляции.

1.  Последовательно с источником смещения , резистивной нагрузкой R (положение 1 переключателя S1.1) и полупроводниковым диодом включить источники гармонических сигналов (высокочастотные генераторы 1 и 2), установив частоты f₁ = 2 МГц и f₂ = 100 кГц с амплитудами напряжений 0,5…1 В. Напряжение, снимаемое с резистивной нагрузки, подать на осциллограф и анализатор спектра. Регулируя напряжение смещения E₀, следует:

a) установить постоянную составляющую тока диода около 30…40 мА и исследовать напряжение на резистивной нагрузке, пропорциональное сумме воздействующих на диод гармонических колебаний (рис. 10.4) с помощью осциллографа и анализатора спектра;

б) уменьшить постоянную составляющую тока через диод до минимального значения и исследовать влияние нелинейности диода (положение рабочей точки на ВАХ, определяемое напряжением смещения ) на форму и спектр тока в нелинейной цепи с помощью осциллографа и анализатора спектра.

2. Включить в качестве нагрузки модулятора полосовой фильтр 3, настроенный на частоту 1,9 МГц, подстроить генераторы так, чтобы частота совпала с резонансной частотой колебательного контура, и исследовать форму и спектр полученного АМ-колебания с помощью осциллографа и анализатора спектра.

3. Снять модуляционную характеристику, т. е. зависимость коэффициента модуляции от амплитуды гармонического напряжения с частотой 100 кГц.

4. Наблюдать и зарисовать изменение формы АМ-колебания при небольших изменениях напряжения смещения .

2. Исследование гетеродинирования.

1.  Последовательно с источником смещения , резистивной нагрузкой R (положение 1 переключателя S1.1) и полупроводниковым диодом включить источники гармонических сигналов (высокочастотные генераторы 1 и 2), установив частоты  = 2 МГц и  = (2,0 ± 0,2) кГц. Напряжение, снимаемое с резистивной нагрузки, подать на осциллограф и анализатор спектра. Регулируя напряжение смещения , следует:

a) установить постоянную составляющую тока диода около 30…40 мА и наблюдать и зарисовать напряжение на резистивной нагрузке, пропорциональное сумме воздействующих на диод гармонических колебаний;

б) уменьшить постоянную составляющую тока через диод до близкого к 0 значения и исследовать влияние нелинейности диода (положение рабочей точки на ВАХ, определяемое напряжением смещения ) на форму и спектр тока в цепи с помощью осциллографа и анализатора спектра.

2. Включить в качестве нагрузки полосовой фильтр 2 (положение 2 переключателя S1.1), настроенный на частоту 200 кГц, и наблюдать (и зарисовать) форму и спектр выделенного напряжения с помощью осциллографа и анализатора спектра.

3. Установить на одном из высокочастотных генераторов режим внутренней модуляции генерируемого сигнала (частота модуляции
= 1 кГц), наблюдать и зарисовать форму преобразованного сигнала.

3. Исследование детектирования.

1. Установить на одном высокочастотном генераторе частоту  = 2 МГц и режим внутренней модуляции генерируемого сигнала (частота модуляции  1 кГц). Второй генератор от макета отключить. Установить постоянную составляющую тока диода около 30…40 мА. Включить резистивную нагрузку R (положение 1 переключателя S1.1) Напряжение, снимаемое с резистивной нагрузки, подать на осциллограф. Наблюдать и зарисовать форму полученного АМ-сигнала.

2. Уменьшить постоянную составляющую тока через диод (напряжение смещения ) до нулевого значения. Включить RC-нагрузку (положение 4 переключателя S1.1). Наблюдать (и зарисовать) с помощью осциллографа форму напряжения на нагрузке, используя переключатель S2:

а) с выключенной емкостью С1;

б) с включенной емкостью С1 (это и будет напряжение на выходе амплитудного диодного линейного детектора — гармоническое колебание с частотой F).

Содержание отчета

Отчет должен содержать краткие положения теории и схемы устройств, использованных для осуществления рассмотренных нелинейных преобразований радиосигналов, графики (рисунки) форм и спектров исследованных сигналов, таблицу и график модуляционной характеристики по п. 3 исследования амплитудной модуляции, объяснение полученных результатов и выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит особенность воздействия двух колебаний на нелинейную цепь?
   
2. Как с помощью нелинейного сопротивления осуществить амплитудную модуляцию?
   
3. Что такое детектирование? Какие существуют виды детектирования?
   
4. Что такое гетеродинирование и как оно осуществляется? Что такое «инверсия спектра»?
   
5. На нелинейный элемент, ВАХ которого аппроксимирована полиномом 4 й степени, подается напряжение в виде суммы двух гармонических колебаний с частотами, указанными преподавателем. Какие частоты могут содержаться в спектре тока, протекающего через нелинейный элемент?
   
6. Что означает условие отсутствия отсечки при анализе изучаемых в лабораторной работе процессов на основе полиномиальной аппроксимации? Приведите примеры. Использовался ли режим с отсечкой при настройке аппаратуры в ходе работы?
   
7. Возможна ли амплитудная модуляция в устройстве с нелинейным элементом, ВАХ которого аппроксимирована полиномом ?
   
8. Поясните процедуру амплитудной модуляции со спектральной точки зрения.
   
9. Поясните процедуру гетеродинирования со спектральной точки зрения.
   
10. Поясните процедуру АМ-детектирования со спектральной точки зрения.
    
11. К чему приведет отличие вольт-амперной характеристики нелинейного элемента от квадратичной при гетеродинировании?
    
12. При разработке радиоприемника необходимо обеспечить перенос частоты входного сигнала, которая может лежать в диапазоне 88…108 МГц, на промежуточную частоту, равную 10 МГц. В каком диапазоне должна изменяться для этого частота гетеродина?