Исследование однополосной модуляции реферат

Обновлено: 05.07.2024

Содержание

Введение
Понятие модуляции
Модуляция гармонического переносчика
А. Сигналы амплитудной модуляции (АМ)
Б. Сигналы угловой модуляции (ЧМ и ФМ)
4) Дискретная модуляция
5) Импульсная модуляция
6) Смешанные виды модуляции
7) Демодуляция сигналов
8) Модуляция случайными функциями
9) Список используемой литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

модуляция.docx

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

Реферат на тему:

Модуляция

студент I курса

МРМ, группа РС-11

Профессор Катунин Г.П.

Содержание

Введение
Понятие модуляции
Модуляция гармонического переносчика

А. Сигналы амплитудной модуляции (АМ)

Б. Сигналы угловой модуляции (ЧМ и ФМ)

4) Дискретная модуляция

5) Импульсная модуляция

6) Смешанные виды модуляции

7) Демодуляция сигналов

8) Модуляция случайными функциями

9) Список используемой литературы

Введение

Несущим сигналом может быть: постоянный ток - проводная телеграфия; переменный ток низкой или высокой частоты - телефония, тональная телеграфия, фототелеграф, телемеханика; высокочастотные импульсы - радиорелейная связь.

Модулируемые параметры называются информативными, и в качестве них могут использоваться: амплитуда; фаза; частота и др.

Используются следующие типы модуляции: гармоническая; импульсная; дискретная и их разновидности.

Демодуляция - отделение полезного (модулирующего) сигнала от несущей. Модуляция и демодуляция осуществляется с помощью устройств, называемых модулятором и демодулятором.

Модем - устройство, преобразующее код в сигнал (модулятор) и сигнал в код (демодулятор), используемое для передачи данных по каналам связи. Манипуляция - модуляция, при которой модулируемый параметр може

Понятие модуляции

Модуляция (лат. modulatio — размерность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала.

Чтобы передать сигнал в системе электросвязи, нужно воспользоваться каким-либо переносчиком. В качестве переносчика естественно использовать те материальные объекты, которые имеют свойство перемещаться в пространстве, например, электромагнитное поле в проводах (проводная связь), в открытом пространстве (радиосвязь), световой луч (оптическая связь).

Модуляция гармонического переносчика

При использовании в качестве переносчика гармонического колебания возможны три основные вида модуляции: амплитудная, частотная и фазовая, а так же смешанная.

Как модуляция частоты, так и фазы приводят к изменениям мгновенной фазы несущего колебания. Поэтому оба этих вида модуляции можно объединить одним названием – угловая модуляция.

Сигналы амплитудной модуляции (АМ)

Важным показателем любого вида модуляции, при котором происходят изменения амплитуды сигнала, является отношение средней мощности модулированного сигнала к его максимальной мощности.

Этот показатель характеризует степень использования мощности передатчика. Чем ближе его значение к единице, тем лучше использования передатчика.

Затем так же, что низкочастотный сигнал на выходе детектора определяется изменениями амплитуды входного АМ сигнала. Средняя мощность изменений амплитуды равна мощности боковых полос сигнала и при тональной модуляции составляет 0,5 m 2 P₀. При m=1 она составляет всего третью часть средней мощности сигнала. Несущее колебание может быть восстановлено в приемнике и поэтому может не передаваться. Такая разновидность АМ называется балансной амплитудной модуляцией (БАМ).

Сигналы угловой модуляции (ЧМ и ФМ)

При угловой модуляции сигнал в общем виде можно записать так

При ЧМ ∆ω не зависит от частоты модуляции. При изменении амплитуды модулирующей функции прямо пропорционально изменяются как ∆ф при ФМ, так и ∆ω при ЧМ.

При тональной угловой модуляции спектр сигнала теоретически состоит из бесконечного числа боковых частот, отстоящих от несущей частоты на ±∆kΩ.

Различие между ЧМ и ФМ проявляется при изменениях параметров модулирующей функции. Оно обусловлено различным поведением индексов модуляции при изменении Ω.

При ФМ изменение Ω приводит к прямо пропорциональному изменению действительной ширины спектра. При ЧМ, когда β˃˃1, изменение Ω практически не влияет на Ω_s.

Изменение амплитуды модулирующей функции вызывает пропорциональное изменение индекса модуляции как при ЧМ, так и при ФМ, а значит, и изменение ширины спектра.

Дискретная модуляция

Дискретная модуляция основана на теории отображения Найквиста - Котельникова. В соответствии с этой теорией, аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности ее дискретных по времени значений, может быть точно восстановлена, если частота дискретизации была в два или более раз выше, чем частота самой высокой гармоники спектра исходной функции.

Если это условие не соблюдается, то восстановленная функция будет существенно отличаться от исходной.

Преимуществом цифровых методов записи, воспроизведения и передачи аналоговой информации является возможность контроля достоверности считанных с носителя или полученных по линии связи данных. Для этого можно применять те же методы, которые применяются для компьютерных данных (и рассматриваются более подробно далее), - вычисление контрольной суммы, повторная передача искаженных кадров, применение самокорректирующихся кодов.

Согласно ТЗ радиопередатчик питается от сети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, следовательно данное изделие можно отнести к стационарным. В настоящее время предъявляются высокие требования к питанию РПУ. Большое влияние на стабильность частоты оказывает изменение питающего напряжения сети. При анализе полупроводниковых приборов следует учитывать особенность транзисторов, заметную зависимость… Читать ещё >

Радиопередающее устройство, работающее в режиме однополосной модуляции ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Дипломная работа на тему:

Разработка радиопередающего устройства, работающего в режиме однополосной модуляции

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

2. РАСЧЁТ РЕЖИМА РАБОТЫ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

2.1 Выбор типа транзистора

2.2 Расчёт входной цепи транзистора

2.3 Расчет коллекторной цепи оконечного каскада

3. РАСЧЕТЫ И ВЫБОР ВХОДЯЩИХ КАСКАДОВ

3.1 Расчет кварцевого автогенератора

3.2 Выбор типа балансного модулятора

3.3 Выбор и расчет фильтров

4. РАСЧЁТ ЛИНИИ СВЯЗИ

5. СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ

6. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА 2Т925В

7. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

темой данного дипломного проекта является разработка радиопередающего устройства, работающего в режиме однополосной модуляции. Радиопередающие устройства такого типа получили широкое распространение в диапазоне частот f = 1,5 — 30,0 МГц в качестве связных, так как речевой (передаваемый) сигнал достаточно узкополосен — 300… 3400 Гц. Это обусловлено назначением такого вида передатчиков, как в энергопотреблении (мобильные радиостанции), так и особенностями данного частотного диапазона, а именно его низкой информационной ёмкостью.

Исходя из вышеуказанных обстоятельств, можно сделать вывод, что однополосная модуляция обладает рядом преимуществ перед обычной амплитудной модуляцией. К ним относятся: более узкая полоса частот радиоканала (что позволит осуществлять частотное уплотнение каналов), лучшие энергетические характеристики радиопередатчиков (повышенный КПД по сравнению с обычной амплитудной модуляцией), универсальность (использование в стационарных условиях в качестве базовых станций, а также в системах подвижных служб — сухопутной, морской, воздушной).

Недостатком такого типа модуляции является усложнённая принципиальная схема как передающего, так и приёмного тракта данного типа устройств.

Требования, которым должен удовлетворять передатчик, это, прежде всего, простота схемного исполнения (которая достигается применением современной элементной базы), что обеспечивает высокую надежность, возможности работы в широком диапазоне температур и влажности окружающей среды, простота в обращении, иногда ударостойкость, малое энергопотребление, а также низкая себестоимость.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Спроектировать связной радиопередатчик с однополосной модуляцией, удовлетворяющий следующим параметрам:

Максимальная выходная мощность в фидере — Р₁_max = 10 Вт;

Диапазон частот — f = 10…16 МГц;

Волновое сопротивление фидера — W_ф=50 Ом;

Напряжение источника питания — Е = 220 В, 50 Гц (сеть);

Шаг сетки частот — 1 кГц;

Частоты модуляции — f мод = 0,3…3 кГц;

Относительная нестабильность частоты — 3 * 10 — 5 .

В процессе проектирования необходимо выбрать и рассчитать:

— составить и обосновать структурную схему;

— рассчитать режим работы оконечного каскада;

— рассчитать цепи связи оконечного каскада с фидером;

— рассчитать индуктивности в цепи согласования и выбрать тип конденсаторов;

— сформировать требования к источнику питания, привести схемы.

— часть принципиальной электрической схемы (выбирается преподавателем);

— схема размещения элементов оконечного каскада (вид сверху и сбоку).

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Связные передатчики данного частотного диапазона f = 1.5…30 МГц работают, как правило, в режиме однополосной модуляции. Однополосный сигнал формируется фильтровым методом на относительно низкой частоте (f₀ = 500 кГц) и переносится с помощью преобразователей частоты в рабочий диапазон.

Структурная схема проектируемого передатчика построим таким образом, чтобы максимально снизить нелинейные искажения одновременно обеспечив заданное подавление внеполосного излучения колебаний, а также минимальное число перестраиваемых цепей в промежуточных и оконечном каскадах передатчика. Рассмотрим вариант структурной схемы (рис. 1), вполне удовлетворяющей изложенным выше требованиям.

Рис. 1. Структурная схема проектируемого передатчика.

Краткое описание предлагаемой структурной схемы и назначение блоков:

Звуковой сигнал с микрофона усиливается усилителем нижних частот (УНЧ) до необходимого уровня и попадает на балансный модулятор 1 (БМ 1), на второй вход которого поступает напряжение с частотой f0 = 500 кГц (в качестве опорной частоты f 0 используется сигнал, формируемый синтезатором частоты). Частота этого генератора выбрана с учетом амплитудно — частотной характеристики электромеханического фильтра (ЭМФ) и выбором рабочей боковой полосы (верхней). Для этой частоты промышленностью выпускаются электромеханические фильтры (ЭМФ) с крутизной характеристики затухания S = 0,1…0,15 дБ/Гц, кроме того, синтезатор частоты обеспечит заданную относительную нестабильностью частоты, так как в его составе используется кварцевый генератор. Так как полоса полезного сигнала в соответствии с ТЗ равна 300 до 3000 Гц, то можно применить ЭМФ, полоса пропускания которого равна 3 кГц. По стандартам, для однополосных передатчиков с рабочей частотой выше 7 МГц выходной сигнал должен содержать верхнюю боковую полосу (рис.2), а при рабочей частоте ниже 7 МГц — нижнюю. На выходе БМ 1 получается двухполосный сигнал с ослабленной несущей. Степень подавления несущей частоты на выходе передатчика определяется балансным модулятором и ЭМФ, а нежелательной БП только параметрами ЭМФ. Поэтому от качества построения этого каскада зависит степень наличия в сигнале посторонних спектральных составляющих, причем в последующих каскадах невозможно изменить соотношение этих составляющих в сигнале. После прохождения сигнала через БМ 1 и ЭМФ сигнал затухает, поэтому целесообразно применить компенсационный усилитель (КУ 1), с выхода которого сигнал поступает на БМ2.

На второй вход БМ 2 поступает сигнал вспомогательной частоты f ₁ = 20 МГц, которая, аналогично f 0, формируется синтезатором. Частота f ₁ выбирается выше верхней рабочей частоты передатчика — f _B. При таком выборе комбинационная частота на выходе БМ 2, равная f ₁ + f ₀ также будет выше верхней частоты рабочего диапазона передатчика. Следовательно, колебания вспомогательного генератора f ₁ и продукты преобразования первого порядка с частотами f₁ + f₀, если они попадут на вход усилителя мощности, не создадут помех в рабочем диапазоне проектируемого передатчика. Относительная расстройка между комбинационными частотами на выходе БМ 2, как правило, не велика, поэтому селекция нужной комбинационной частоты должна осуществляться пьезокерамическим фильтром (ПФ) или фильтром на поверхностных акустических волнах, обладающие достаточно высокой избирательностью. Полоса пропускания этого фильтра должна быть не меньше полосы передаваемого сигнала. После прохождения сигнала через БМ 2 и ПФ сигнал также ослабляется, поэтому здесь тоже целесообразно применить компенсирующий усилитель (КУ 2), после которого сигнал поступает на БМ3.

Однополосный сигнал с выхода КУ 2 в балансном модуляторе БМ3 смешивается с частотой f ₂. Источником этих колебаний служит синтезатор сетки дискретных частот, генерирующий сетку в заданном диапазоне с заданным шагом. Частота f ₂ выбирается выше f ₁, то есть выше рабочего диапазона. Частоты рабочего диапазона получаются на выходе БМ3 в зависимости от значения f₂. Они равны разности частот f₂ и промежуточных частот преобразований на выходе полосового фильтра f = f₂ — f₁ — f₀. Таким образом, можно определить требуемый диапазон сетки f₂.

Верхнее значение: f₂ = f_в + f₁ + f₀ = 16 + 20 + 0,5 = 36,5 Мгц

Нижнее значение: f₂ = f_н + f₁ + f₀ = 10 + 20 + 0,5 = 30,5 Мгц

Эти частоты выделяются фильтром нижних частот (ФНЧ), который должен охватывать весь рабочий диапазон. Частота среза ФНЧ должна быть не менее верхней рабочей частоты диапазона.

Однополосный сигнал формируется на малом уровне мощности 1 — 5 мВт. До заданного уровня на выходе передатчика он доводится линейным широкополосным усилителем мощности, число каскадов в котором определяется величиной сквозного коэффициента усиления:

где Р₁ — мощность в коллекторной цепи оконечного каскада передатчика,

Р_ВХ — мощность однополосного сигнала на выходе ФНЧ.

В результате усиления ШПУ получается уже достаточно сильный сигнал, поступающий на вход оконечного каскада (ОК), который определяет номинальную заданную мощность в передающем тракте, определяет КПД устройства, кроме того, цепь связи (ЦС), включенная последовательно с ОК определяет уровень внеполосных излучений. Определим количество каскадов усиления (ШПУ) для получения номинальной заданной мощности исходя из величины сквозного коэффициента усиления:

Примем коэффициент усиления по мощности одного каскада равный 8, тогда число каскадов ШПУ можно определить, разделив К_Р на величину коэффициента усиления одного каскада.

Усиление сигнала по мощности на величину, не менее 4,375 будет производиться в оконечном каскаде.

Рис. 2. Спектры сигналов и АЧХ фильтров.

2. РАСЧЁТ РЕЖИМА РАБОТЫ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

2.1 Выбор типа транзистора

Рациональный выбор транзистора для оконечного каскада передатчика определяет такие характеристики усилителя, как коэффициент полезного действия (КПД) и коэффициент усиления по мощности. В ТЗ на курсовое проектирование указана колебательная мощность Р_1max на входе фидера, соединяющего передатчик с антенной.

Для оценки мощности Р₁, которую должен отдавать транзистор, следует задаться величиной КПД цепи связи:

В зависимости от схемы цепи связи, мощности и рабочей частоты передатчика величина КПД цепи связи может находиться в пределах от 0,7 до 0,9. В данном передатчике, работая в КВ диапазоне, где потери ВЧ энергии незначительны, можно принять _цс = 0,9. Исходя из вышеуказанных рассуждений, можно определить минимальную полезную мощность Р₁ с учетом цепи связи, которую должен развивать транзистор.

Выбор транзистора для оконечного каскада передатчика необходимо сделать с учетом развиваемой пиковой мощности (с учетом КПД оконечного каскада), и рабочей частоты — не менее 30 МГц.

Выбор транзистора остановим на 2Т925В; его параметры приведены ниже:

— Электрические параметры приведены в таблице 1:

Разработка радиопередающего устройства, работающего в режиме однополосной модуляции, получившего широкое распространение в качестве связного, так как речевой сигнал достаточно узкополосен. Расчёт входной цепи транзистора, расчет кварцевого автогенератора.

Дипломная работа на тему:

Разработка радиопередающего устройства, работающего в режиме однополосной модуляции

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

2. РАСЧЁТ РЕЖИМА РАБОТЫ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

2.1 Выбор типа транзистора

2.2 Расчёт входной цепи транзистора

2.3 Расчет коллекторной цепи оконечного каскада

3. РАСЧЕТЫ И ВЫБОР ВХОДЯЩИХ КАСКАДОВ

3.1 Расчет кварцевого автогенератора

3.2 Выбор типа балансного модулятора

3.3 Выбор и расчет фильтров

4. РАСЧЁТ ЛИНИИ СВЯЗИ

5. СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ

6. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА 2Т925В

7. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

темой данного дипломного проекта является разработка радиопередающего устройства, работающего в режиме однополосной модуляции. Радиопередающие устройства такого типа получили широкое распространение в диапазоне частот f = 1,5 - 30,0 МГц в качестве связных, так как речевой (передаваемый) сигнал достаточно узкополосен - 300… 3400 Гц. Это обусловлено назначением такого вида передатчиков, как в энергопотреблении (мобильные радиостанции), так и особенностями данного частотного диапазона, а именно его низкой информационной ёмкостью.

Исходя из вышеуказанных обстоятельств, можно сделать вывод, что однополосная модуляция обладает рядом преимуществ перед обычной амплитудной модуляцией. К ним относятся: более узкая полоса частот радиоканала (что позволит осуществлять частотное уплотнение каналов), лучшие энергетические характеристики радиопередатчиков (повышенный КПД по сравнению с обычной амплитудной модуляцией), универсальность (использование в стационарных условиях в качестве базовых станций, а также в системах подвижных служб - сухопутной, морской, воздушной).

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Спроектировать связной радиопередатчик с однополосной модуляцией, удовлетворяющий следующим параметрам:

Максимальная выходная мощность в фидере - Р₁_max = 10 Вт;

Диапазон частот - f = 10…16 МГц;

Волновое сопротивление фидера - W_ф=50 Ом;

Напряжение источника питания - Е = 220 В, 50 Гц (сеть);

Шаг сетки частот - 1 кГц;

Частоты модуляции - f мод = 0,3…3 кГц;

Относительная нестабильность частоты - 3 * 10 - 5 .

В процессе проектирования необходимо выбрать и рассчитать:

- составить и обосновать структурную схему;

- рассчитать режим работы оконечного каскада;

- рассчитать цепи связи оконечного каскада с фидером;

- рассчитать индуктивности в цепи согласования и выбрать тип конденсаторов;

- сформировать требования к источнику питания, привести схемы.

- часть принципиальной электрической схемы (выбирается преподавателем);

- схема размещения элементов оконечного каскада (вид сверху и сбоку).

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Структурная схема проектируемого передатчика п о строим так им образом , чтобы максимально снизить нелинейные искажения одновременно обеспечив заданное подавление внеполосного излучения колебаний , а также минимальное число пер е страиваемых цепей в промежуточных и оконечном каскадах передатчика . Рассмотри м вариант структурной схемы (рис. 1) , вполне у довлетворяюще й изложенным выше тр е бованиям.

Рис. 1. Структурная схема проектируемого передатчика.

Краткое описание предлагаемой структурной схемы и назначение блоков:

Звуковой сигнал с микрофона усиливается усилителем нижних частот (УНЧ) до необходимого уровня и попадает на балансный модулятор 1 (БМ 1), на второй вход которого поступает напряжение с частотой f0 = 500 кГц (в качестве опорной частоты f 0 используется сигнал, формируемый синтезатором частоты). Частота этого генератора выбрана с учетом амплитудно - частотной характеристики электромеханического фильтра (ЭМФ) и выбором рабочей боковой полосы (верхней). Для этой частоты промышленностью выпускаются электромеханические фильтры (ЭМФ) с крутизной характеристики затухания S = 0,1…0,15 дБ/Гц, кроме того, синтезатор частоты обеспечит заданную относительную нестабильностью частоты, так как в его составе используется кварцевый генератор. Так как полоса полезного сигнала в соответствии с ТЗ равна 300 до 3000 Гц, то можно применить ЭМФ, полоса пропускания которого равна 3 кГц. По стандартам, для однополосных передатчиков с рабочей частотой выше 7 МГц выходной сигнал должен содержать верхнюю боковую полосу (рис.2), а при рабочей частоте ниже 7 МГц - нижнюю. На выходе БМ 1 получается двухполосный сигнал с ослабленной несущей. Степень подавления несущей частоты на выходе передатчика определяется балансным модулятором и ЭМФ, а нежелательной БП только параметрами ЭМФ. Поэтому от качества построения этого каскада зависит степень наличия в сигнале посторонних спектральных составляющих, причем в последующих каскадах невозможно изменить соотношение этих составляющих в сигнале. После прохождения сигнала через БМ 1 и ЭМФ сигнал затухает, поэтому целесообразно применить компенсационный усилитель (КУ 1), с выхода которого сигнал поступает на БМ2.

На второй вход БМ 2 поступает сигнал вспомогательной частоты f ₁ = 20 МГц, которая, аналогично f 0, формируется синтезатором. Частота f ₁ выбирается выше верхней рабочей частоты передатчика - f _B. При таком выборе комбинационная частота на выходе БМ 2, равная f ₁ + f ₀ также будет выше верхней частоты рабочего диапазона передатчика. Следовательно, колебания вспомогательного генератора f ₁ и продукты преобразования первого порядка с частотами f₁ + f₀ , если они попадут на вход усилителя мощности, не создадут помех в рабочем диапазоне проектируемого передатчика. Относительная расстройка между комбинационными частотами на выходе БМ 2, как правило, не велика, поэтому селекция нужной комбинационной частоты должна осуществляться пьезокерамическим фильтром (ПФ) или фильтром на поверхностных акустических волнах, обладающие достаточно высокой избирательностью. Полоса пропускания этого фильтра должна быть не меньше полосы передаваемого сигнала. После прохождения сигнала через БМ 2 и ПФ сигнал также ослабляется, поэтому здесь тоже целесообразно применить компенсирующий усилитель (КУ 2), после которого сигнал поступает на БМ3.

Однополосный сигнал с выхода КУ 2 в балансном модуляторе БМ3 смешивается с частотой f ₂. Источником этих колебаний служит синтезатор сетки дискретных частот, генерирующий сетку в заданном диапазоне с заданным шагом. Частота f ₂ выбирается выше f ₁, то есть выше рабочего диапазона. Частоты рабочего диапазона получаются на выходе БМ3 в зависимости от значения f₂. Они равны разности частот f₂ и промежуточных частот преобразований на выходе полосового фильтра f = f₂ - f₁ - f₀. Таким образом, можно определить требуемый диапазон сетки f₂.

Верхнее значение: f₂ = f_в + f₁ + f₀ = 16 + 20 + 0,5 = 36,5 Мгц

Нижнее значение: f₂ = f_н + f₁ + f₀ = 10 + 20 + 0,5 = 30,5 Мгц

Однополосный сигнал формируется на малом уровне мощности 1 - 5 мВт. До заданного уровня на выходе передатчика он доводится линейным широкополосным усилителем мощности, число каскадов в котором определяется величиной сквозного коэффициента усиления:

где Р₁ - мощность в коллекторной цепи оконечного каскада передатчика,

Р_ВХ - мощность однополосного сигнала на выходе ФНЧ.

В результате усиления ШПУ получается уже достаточно сильный сигнал , поступающий на вход оконечного каскада (ОК), который определяет номинальную заданную мощность в передающем тракте , определяет КПД устройства, кроме того, цепь связи (ЦС), включенная последовательно с ОК определяет уровень внеполосных излучений. Определим количество каскадов усиления (ШПУ) для получения номинальной заданной мощности исходя из величины сквозного коэффиц и ента усиления:

Примем коэффициент усиления по мощности одного каскада равный 8, тогда число каскадов ШПУ можно определить, разделив К_Р на величину коэффициента усиления одного каскада.

Усиление сигнала по мощности на величину, не менее 4,375 будет производиться в оконечном каскаде.

Рис. 2. Спектры сигналов и АЧХ фильтров.

2. РАСЧЁТ РЕЖИМА РАБОТЫ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

2.1 Выбор типа транзистора

Рациональный выбор транзистора для оконечного каскада передатчика определяет такие характеристики усилителя, как коэффициент полезного действия (КПД) и коэффициент усиления по мощности. В ТЗ на курсовое проектирование указана колебательная мощность Р 1max на входе фидера, соединяющего передатчик с антенной.

Для оценки мощности Р 1 , которую должен отдавать транзистор, следует задаться величиной КПД цепи связи:

Выбор транзистора для оконечного каскада передатчика необходимо сделать с учетом развиваемой пиковой мощности (с учетом КПД оконечного каскада), и рабочей частоты - не менее 30 МГц.

Выбор транзистора остановим на 2Т925В; его параметры приведены ниже:

- Электрические параметры приведены в таблице 1:

Цель работы: исследование параметров однополосной модуляции (ОМ), способов реализации ОМ.

1. Изучить структурную схему лабораторной установки.

2. Исследовать временные зависимости АМ сигнала, АМ сигнала с подавленной несущей, ОМ сигнала при различных параметрах модулирующего напряжения.

3. Определить спектральный состав АМ сигнала, АМ сигнала с подавленной несущей, ОМ сигнала при различных параметрах модулирующего напряжения.

4. Изучить фильтровый способ формирования ОМ сигнала.

Указания к выполнению лабораторной работы

Модулирующее напряжение звуковой частоты подается с выхода генератора низкой частоты на КТ2, усиливается усилителем звуковой частоты УЗЧ и поступает на НЧ входы АМ и БМ.

Выход балансного модулятора соединен с входом полосового фильтра ПФ. На выходе фильтра может быть получен сигнал с ОМ и полностью подавленной несущей.

2. При выполнении второго пункта задания определяется полоса пропускания полосового фильтра. Для этого необходимо:

- подать на вход ПФ (гнездо КТ5) сигнал с генератора ВЧ;

- осциллограф подключить к контрольной точке КТ6;

- установить минимальную частоту генератора ВЧ в 1-м диапазоне.

- выходное напряжение генератора установить на уровне 0 дБ.

Для исследования частотных характеристик полосового фильтра требуется снять зависимость амплитуды напряжения на выходе ПФ от частоты. Частота генератора ВЧ изменяется от минимальной до максимальной в 1-м диапазоне. Полученные данные заносятся в табл. 1. Рассчитать нормированный коэффициент передачи ПФ на разных частотах:

затем построить нормированную амплитудно-частотную характеристику ПФ К(f). Определить по графику полосу пропускания ∆f_ПФи среднюю частоту ПФf_ср.

Записать значение напряжения U_НЧ0,5 на выходе генератора НЧ, при котором m=0,5.

Определить спектральный состав АМ сигнала с помощью анализатора спектра.

Далее следует уменьшать частоту модулирующего напряжения НЧ. Отметить, при какой частоте F_{НЧ мин} произойдет пропадание напряжения в КТ6. Соотнести следующие величины: f_ВЧ, f_ср, ∆f_ПФ, F_{НЧ мин}. Сделать необходимые выводы.

Затем следует установить частоту генератора НЧ равной 10 кГц. Убедиться в появлении сигнала в КТ6. Плавно уменьшать частоту ГРЧ. Отметить, при какой частоте f_ВЧ1 произойдет пропадание напряжения в КТ6. Соотнести следующие величины: f_ВЧ1, f_ср, ∆f_ПФ, F_НЧ. Сделать необходимые выводы.

6. При выполнении шестого пункта задания необходимо определить влияние частоты модулирующего сигнала на спектральный состав АМ сигнала. Для этого вход анализатора спектра соединить с гнездом КТ4. На входIIосциллографа подается сигнал с гнезда КТ4. Частоту генератора НЧ установить равной 20 кГц,напряжение на выходе генератора НЧU_НЧ0,5. Выбрать частоту ГРЧf_ВЧ=f_ср – 10 кГц. Определить спектральный состав АМ сигнала с помощью анализатора спектра.

Отчет должен содержать:

1) структурную схему лабораторной установки;

2) таблицы и графики измеренных величин;

3) спектры АМ, АМ с подавленной несущей и ОМ колебаний;

4) анализ полученных результатов и выводы.

Контрольные вопросы

1. Какова цель настоящей лабораторной работы?

2. Как осуществляется ОМ и каковы преимущества ОМ перед AM?

3. Нарисуйте спектр AM, АМ с подавленной несущей и ОМ колебаний при модуляции одним тоном, при модуляции сложным сигналом.

Читайте также: