Lab 5
ezelőtt
Lab 5
VIZSGÁLAT
Modulációs és demodulációs jellemzőit csoport PATH.
5.1. CÉLJA A TANFOLYAM
Során a feladatok elvégzésével kell tanulni elvei építésének funkcionális áramkörök modulátorok és demodulátorok, mérési módszerek jellemzőit és követelményeit; végezzen előzetes becslések az egyes feladatok felvázolása hullámforma és spektrogram jel építeni és nem tudják összehasonlítani a számított és kísérleti adatok.
5.2. ÁLTALÁNOS PONYaTIYaChastotnye modulátorok jelentése modulátorok olyan eszközök, amelyek biztosítják a kommunikációt a továbbított (alapsávi) jel és a kimenő jel változó frekvenciával. Jellemzően a szélessávú kommunikációs rendszerek, moduláció végezzük középfrekvenciás. A leggyakrabban használt köztes frekvencia 70 MHz, bár más frekvenciákat.
Ábra. 5.1
A fő követelmény, hogy az ilyen modulátorok rejlik nagyfokú linearitás a modulációs jellemzők. Gyakorlatilag modulátor THD feküdjön tartományban 0,01-0,5%. Ezen a norma végeznek teljesítmény tranziens zajok többcsatornás modemek kommunikációs rendszer FDD.
Egy egyszerűsített tömbvázlata gyakorisággal modulátor ábrán látható. 5.1. Általában, a frekvencia modulátor - generátort (VCO), amelynek rezgési frekvenciája által ellenőrzött alkalmazott feszültség a modulátor bemenetéhez. A leggyakoribb módszer a frekvencia-moduláció abból áll, felfedve a reaktív elemek az oszcillációs áramkör, öngerjesztett rezgési gerjesztőfrekvencia LC oszcillátor.
Kényelmes modern elemeket használnak erre a célra egy varikap dióda (varactor). Varikap dióda egy olyan félvezető dióda, p-n átmenet kapacitása amely kifejezett erősen függ az alkalmazott feszültség. Hogy szabályozottan kapacitív dióda ága megfordul tulajdonságokkal bír, mivel ez ad egy magas Q és hőmérséklet-stabilitása az elem.
Ábra. 5.2
Ábra. 5.2 ábra egy a sok lehetséges áramkörök LC oszcillátor, amely képes elvégezni a frekvencia függvényében modulátor. Itt, a tranzisztor VT1 engedélyezve van a közös alap. Ellenállások R1, R2 és R3 meghatározása tranzisztor mód DC. A pozitív visszacsatolás biztosított miatt a belső kapacitás a kollektor-emitter feszültség a tranzisztor VT1 és a kapacitás C1. Az oszcillációs frekvencia határozza meg paramétereket a párhuzamos LC-áramkör álló L1 tekercs, kapacitív varactors VD1, VD2 és a kollektor kapacitása a tranzisztor. Csökkentésére parazita áramkör egyszerűsítés földelt áramkör DC. A használata két szereplő számláló varactors javíthatja a feszültség hullámforma generátor által előállított, közelebb hozta a szinuszhullám. Ellenálláson át R4 és induktor Ap2 a varicaps alkalmazott fordított feszültség torzítás ECM, amely meghatározza a működési pont a varactors.
A moduláló feszültséget keresztül szétválasztó kondenzátor C3. Az modulációs feszültség varikap dióda kapacitása változik, és így a rezgési frekvencia által generált generátor.
Ábra. 5.3 ábrán egy tipikus jellemzője a magas varactor. Ezek a jellemzők van eszközök, mint például a HF-102, HF-109, HF-121, és mások.
Köztudott, hogy a kapcsolat a rezonancia frekvencia és az áramkör kapacitású kondenzátor másodfokú. Következésképpen, így a csiripelés kell egy négyzetes függését a kapacitás és a feszültség. Az ábra azt mutatja, hogy a jellemző varikap dióda közel négyzetes függés. A megállapodás azonban nem teljes, és szinte lineáris modulációs lehet beszerezni csak egy kis területen jellemző kiválasztott beállításakor a modulátor egyénileg különböző példányait varactors.
Ábra. 5.4 eljárást szemlélteti varikap dióda kapacitív függően változik az alkalmazott feszültség. A kielégítő linearitás akkor kapjuk, ha a frekvencia eltérés nem nagyobb, mint 0,5-1,5% a központi frekvenciája a modulátor. Következésképpen, frekvenciája 70 MHz-es frekvencia eltérés összeget 0,5-0,7 MHz, ami nyilvánvalóan nem elegendő a szélessávú kommunikáció.
Ezért a gyakorlatban elterjedt a frekvencia modulátor áramkör ütés, egy egyszerűsített blokkvázlat, ábrán mutatjuk be. 5.5. két feszültségvezérelt oszcillátor frekvencián működő a 300-400 MHz-es itt használt. oszcillátorok különböznek egymástól összeggel egyenlő a köztes frekvencia 70 MHz, és úgy vannak megválasztva, hogy a frekvencia konverziós termékek egy keverőben (CM) nem befolyásolja a 50-90 MHz-es frekvenciasávban.
Vázlatos rajzok generátorok hasonló lehet a rendszer ábrán látható. 5.2. Varicaps generátorok tartalmazza ellentétes polaritású, és az alapsávi jeleket a két-fázisú generátor. Ennek köszönhetően modulátor frekvencia eltérés megduplázódott, és továbbá a nemlineáris torzítás kompenzálják páros harmonikusok. Mindegyik jel generátor kimenete át egy keverőbe keresztül linearizáló berendezésben, és csökkentik a torzítást a páratlan harmonikusok. Frekvencia modulátorok készült ilyen rendszerek széles körben használják a mikrohullámú berendezés. Például, a berendezésben „Sunrise”, „állni”, „természetesen”, és így tovább.
Több modern megoldások építésével kapcsolatos modulátorok az integrált áramkör. Ebben az esetben, LC oszcillátor a gyakorlatban nem kivitelezhető, ezért alkalmazzák RC oszcillátor. A legszélesebb körben használt erre a célra talált multivibrátor.
Köztudott, hogy a rezgési frekvenciája által generált több vibrátort is széles határok között változhat, ha változik időkonstanst RC áramkörök. A szakirodalom tárgyalja számos áramköri kialakítás multivibrátor tervezték, hogy a VCO. Nagyon kényelmes multi-vibrátor áramkör látható az egyszerűsített formában mutatja. 5.6.
Ott multivibrátor konfigurálva, hogy kaszkád kombinációban közös bázissal (VT1) és a közös gyűjtő (VT2). Ez a kombináció lehetővé teszi, hogy a legnagyobb mértékben megvalósítani a frekvencia tulajdonságait tranzisztorok, amely lehetővé teszi, hogy a munka frekvencián több száz MHz-en. Blue tranzisztorok mód beállítása a szabályozott áram generátor (I), benne a EMIC-Terni ellenállásokat. A pozitív visszacsatolás keresztül biztosított egy C2 kondenzátort. A tranzisztor kollektora VT2 tartalmazza az R2 ellenálláson, amelyet el kell távolítani a kimeneti feszültségét a generátor. Alkalmazása során a moduláló feszültséget az egyik vagy mindkét áramgenerátor módváltást tranzisztorok, és ezért a változás mértéke a töltés - kisütési C2 kondenzátor és így a frekvencia-modulációt végezzük.
Közel ezt az elvet alkalmazzák az építőiparban számos integrált áramkörök (531GG1, 500GG1 et al.). Sematikus ábrája a frekvencia modulátor egy chip 500GG1 ábrán látható. 5.7. Azt is kimutatták, hogy a statikus modulációs karakterisztikája.
Az alapvető követelményeket a frekvencia modulátor mikrohullámú kommunikációs rendszerek a következők:
- 1) kis harmonikus torzítás a frekvencia eltérés több megahertzes;
- 2) hiányában a parazita amplitúdó moduláció;
- 3) az optimális modulációs jellemző hajlásszöge;
- 4) a stabilitás a központi frekvencia.
Frekvencia Frekvencia Detektorok Detektorok funkciók ellátására, ellenkező funkciók a modulátor, azaz nyújtanak választó információt továbbítani a frekvencia-modulált jelet.
Gyakran ez a művelet két lépésben végezzük (ábra. 5.8, a). Az első szakaszban a frekvencia-modulált jelet átalakítjuk egy amplitúdó-modulált, és a második lépésben - hajtjuk végre csúcsdetektálási.
Az első lépés elvégezhető alkalmazásával, a frekvenciamodulált jelet egy frekvenciafüggő négypólus (CHZCH), a nem-egyenletes frekvenciamenet. Gyakran, mint négypólust alkalmazott párhuzamos rezgőkör. Gerjesztőfrekvenciákon detektor ebben az esetben jelenhet ábrán látható. 5.9. Az áramkör hurok felborul tekintetében a f0, hogy az FM jelet küld az egyik jellemzője a korcsolya. Látható, hogy amikor a gyakoriságát a kimeneti feszültség változik, és ezért fogadja az FM jelet, és az amplitúdó modulációt, amelyből hasznos kimeneti jelet van kiemelve egy amplitúdó detektor, alakos elemei VD1, R1, C2. Azonban a linearitás egy ilyen eszköz kis és a gyakorlatban is kifinomultabb rendszer két ideges áramkörök (ábra. 5.10).
Ebben a rendszerben, az egyik áramköri hangolt frekvenciájú alatti F 0 (f 1). míg a másik jelentése szimmetrikusan fenti (f 2). Signals, a detektált diódák VD1 és VD2, úgy vannak kialakítva, hogy a kapott jellemzők az ilyen eszköz kiderült, amely ábrán látható. 5.11.
A választott a f frekvencia 1 és F 2 és Q beállító áramkör segítségével ellenállások R1 és R2 jelentése lehet elérni kompenzáció nemlineáris torzítás detektor úgy, hogy a harmonikus torzítás nem haladja meg a 0,05-0,1% egy frekvencia eltérés 5,4 MHz.
Gerjesztőfrekvenciákon áramkörnek csalódott erősen reagál a parazita amplitúdó moduláció, ezért a detektor előtti telepítéséhez szükség van a nagy amplitúdójú korlátozók.
A modern megoldás alapja a használata, mint egy frekvencia detektor fáziszárt hurok (PLL) széles körben elterjedt az integrált technológia. A generalizált tömbvázlatát ilyen eszköz ábrán látható. 5.12. Ebben áramkör, egy fázisdetektor (PD) figyeli a fázis közötti különbség a bejövő jelet, és az FM jel generátort, egy feszültségvezérelt oszcillátor (VCO). Amikor a fázis mismatch által termelt VCO hangoló feszültség, amely a demodulált jelet. Annak biztosítása érdekében, stabil működés vonatkozik egy olyan aluláteresztő szűrő-karakterisztikája, amely meghatározza a tulajdonságait a PLL nagyrészt. A fázis detektort alapuló digitális áramkörök, mint a „XOR”.
Ábra. 5.15
5.5. ÚTMUTATÓ
KIELÉGÍTÉSÉRE a település a MUNKA elvégzése előtt a kísérleti részben a munka elvégzéséhez szükséges előzetes számítások.
1. Végezze el a számításokat frekvencia eltérést és a frekvenciasáv által elfoglalt frekvencia modulált jelet egy adott N (fülre. 5.1).
A számításokat az alábbi képletek segítségével:
csúcs frekvenciaeltérés
Hatékony frekvenciaeltérés
(5.5)
ahol D f k - frekvenciaeltérés egy csatornán,
Az átlagos teljesítmény a többcsatornás üzenet
R av = p N. (5.6)
ahol p k = 50 (32) uW,
frekvenciasáv által elfoglalt FM jel
, (5.7)
ahol a frekvencia modulációs index
. (5.8)
F 2 - csoport a felső frekvenciatartomány egy adott számú csatorna N. 5.6. ÚTMUTATÓ
VÉGREHAJTÁS kísérleti részében tanulmány a frekvencia modulátor
1. Gyűjtsük tömbvázlatát hullámformák eltávolítására feszültségeket a frekvencia modulátor (5.16 ábra.);
a) Állítsa be az oszcillátor frekvenciát 500 kHz;
b) Állítsa be a szintet a generátor kimeneti feszültség értéke 0;
a) vázlat hullámforma kimenetén a frekvencia modulátor;
g) Állítsuk az amplitúdó a oszcillátor kimenő jel egyenlő 0.1 - 0.2 V;
d) vázlat jelek jelalakjait a bemeneti és a kimeneti frekvencia modulátor;
2. Összeállítás tömbvázlata a mérés a modulációs karakterisztikája (ábra. 5.17).
h) A további növelést simán moduláló jel szintmérő veszteség az első pár oldalsávos frekvencia a spektrumban az FM jel (lásd. ábra. 5,15 g). rögzíti a feszültség értékét táblázatban. 5.2 (2 pont);
i) Sequentially megjegyezve hiba az első pár és a hordozó oldalán, a további fading-kitöltés táblázat. 5,2;
k) jelenlétében a modulátor középfrekvencia f 0 a beállítási lehetőségek végre igénypontok. d), g), h) értékekkel F 0 egyenlő 68 és 73 MHz-es.
l) használata (5.5) és a táblázat. 5.3, megállapítsa mindegyik megfelelő pontban a frekvencia eltérés, feltételezve, hogy az F 2 = 0,5 MHz, és a telek függően D f U Vp. Grafikon szükséges építeni a 4 kvadránsban, ahol a harmadik negyedben a mennyiségű letétbe szimmetrikusan az első kvadráns. A kapott grafikonok moduláció jellemzői.
Lehetséges építőiparban a moduláció jellemzői a számítógépes program „moduláció jellegzetes”;
m) A konstruált jellemzőkkel kell határozni középfrekvenciáknak f 0. modulációs szélessége lineáris része, a szélessége a dolgozó részek egymásra kétszeresével egyenlő a csúcs frekvencia eltérést és a megfelelő amplitúdó értékei a moduláló jel U csúcs.
3. beszerzése és vázlat spektruma az FM jel továbbítása során többcsatornás üzeneteket egy adott N. Ehhez meg kell gyűjteni mérõkör ábrán látható. 5.18.
a. Fit az STI készüléket egy előre meghatározott számú csatorna (vagy a lehető legkorábbi érték);
b. Tegyük fel, hogy a csúcs feszültség U kapott Sec. 2, m) felel meg, egy kvázi-csúcs értéke a többcsatornás jel. Ezután, megfelelő hatásos jel értéke U egyenlő Vpp / 3,33, amikor N> 240;
a. Beállított feszültség szimulált többcsatornás kimeneti jel az eszköz API állítva a kapott értéket;
A toll, a „per osztás” található az előlapon a spektrum analizátor, így teljes képet a spektrum a képernyőn;
d. Vázlat spektrum (5.4) meghatározzuk a szélesség és hasonlítsa össze a kapott érték a számítás.
A tanulmány a frekvencia detektor tömbvázlata a tanulmány a frekvencia detektor ábrán látható. 5.19.
Vizsgálata a frekvencia detektor tartják együtt egy csatlakoztatott amplitúdó határoló. Demoduláció jellemző figyelhető meg a képernyőn frekvenciáját mérő. Gauge AFC olyan jelet oszcilláló frekvencia sávval 40-100 MHz, amely bemenetére táplált a mérőkészülék. A kimenő jelet, amely információkat tartalmaz az frekvenciaátvitel a készülék belép a oszcillografikus része a készüléknek.
Eljárás mérés
1. Készítsünk egy működő frekvencia karakterisztika mérő (IFC). Ehhez az szükséges, hogy helyezze a szabályozó gombot a következő pontokat: · közepén beállított frekvencia 70 MHz;
· Kimenő feszültség szint beállítása 10-15 dB;
· Címkék - 10 MHz-es. 2. A fogantyú „Gain”, „Shift” és a „banda”, hogy elérjék a megjelenését a képernyőn IFC teljes kép jellemzői a frekvencia detektor.
3. vázlat jellemző frekvencia tengelyen van kalibrálva a megahertz.
4. Mark a középfrekvencia jellegzetes és lineáris része.
5. Ismételje mérések, az IFC szintjének csökkentése a kimeneti feszültség által 15-25 dB. Meg kell növelni a nyereséget a mutató eszköz Y fogantyú egységet, hogy a swing karakterisztikája span amelyet az előző mérés.