ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Лабораторная работа № 2

АНАЛИЗ СПЕКТРА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

1 ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.2 Исследовать спектры амплитуд и фаз детерминированных сигналов.

ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю.С. , Колодяжный Ю.М. Теория передачи сигналов электросвязи. ─ М.: Радио и связь , 1989. ─ С. 24…33.

2.2 Панфилов И.П., Дырда В.Е. Теория электрической связи. ─ М.: Радио и связь, 1991. ─ С. 23…36.

2.3 Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC ─ М.: Солон-Р, 1999. ─ С. 23…51.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1] и [2.2] спектральный состав периодической последовательности прямоугольных импульсов.

3.2 Рассчитать и построить спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов, если частота (frequency), кГц, размах (amplitude), В равны номеру записи студента в учебном журнале для длительности импульса (duty cycle) 20% от периода.

3.3 Подготовить бланк отчета.

3.4 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

Примечание: Лабораторную работу можно выполнить дома, а результаты в электронном варианте переслать по адресу Prashkovich @ tut. by или представить преподавателю на гибком диске.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 Что называется спектром фаз?

4.2 Что называется спектром амплитуд?

4.3 Что называется скважностью импульсов?

4.4 Что называется частотой следования импульсов?

4.5 Какими свойствами обладают спектры негармонических периодических и негармонических непериодических сигналов?

4.6 Как зависит ширина спектра импульсной последовательности от скважности?

4.7 Чем определяется плотность спектральных линий в лепестке спектра импульсов?

4.8 В каком случае получается линейчатый спектр импульсной последовательности?

4.9 В каком случае получается сплошной спектр импульсной последовательности?

4.10 Что такое верхняя граничная частота спектра?

4.11 Что такое нижняя граничная частота спектра?

4.12 Каков спектр реального телефонного сигнала?

4.13 В чем заключается связь между временным и спектральным представлением сигнала?

4.14 Приведите формулу для расчета спектра периодической последовательности прямоугольных импульсов.

5 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

5.2 Графический манипулятор мышь.

5.3 Программа Electronics Workbench 5.12.

5.4 Принтер.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с персональным компьютером и его периферийными устройствами. Соблюдайте требования эргономики. Проверьте наличие заземления устройств.

6.3 Включить персональный компьютер, для этого:

6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя POWER на системном блоке.

6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера и подключение его к локальной сети.

6.3.3 Набрать на клавиатуре цифру 1 – загрузка с локального диска. Наблюдать загрузку. Нажать клавиши клавиатуры Ctrl+Alt+Delete одновременно.

6.3.4 Войти в систему, набрав имя ─ 204 ,а пароль не вводить. Нажать клавишу Enter.

6.3.5 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.

6.3.6 Открыть программу Electronics Workbench 5.12, согласно каталогу D:\Work\EWB512\WEWB32.exe. Получить изображение стандартного окна программы.

6.4 Собрать схему для проведения исследований (рис. 2.1). Соединить выход генератора со входом осциллографа. Для их соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпустить клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия ─ подтверждение правильности соединения.

6.5 Исследовать спектры амплитуд и фаз детерминированных сигналов, для этого:

6.5.1 Щёлкнуть два раза на изображение генератора на белом листе рабочего поля. Установить режим генерации прямоугольных импульсов, нажав на изображение прямоугольных импульсов в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

Рис. 2.1 Схема исследований

6.5.2 Установить частоту (frequvency), амплитуду (amplitude), длительность импульса (duty cycle) и постоянную составляющую (offset) сигнала на выходе генератора с помощью клавиатуры и манипулятора мышь (см. п. 3.2), изменяя эти данные в окошках напротив параметров в раскрывшемся окне лицевой панели генератора.

6.5.3 Включить режим анализа схемы, щёлкнув манипулятором мышь на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

6.5.4 Щёлкнуть два раза на изображение осциллографа, наблюдать временную диаграмму сигнала на экране осциллографа.

6.5.5 Щёлкнуть на изображение Expand лицевой панели осциллографа. Наблюдать временную диаграмму на расширенном экране.

6.5.6 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем « время на деление » (Time base) - время, соответствующее наблюдению одного или двух периодов колебания.

6.5.7 Установить переключателем «Вольт на деление» (U/div) масштаб по оси амплитуд. Нажать манипулятором мышь надпись Pause на панели инструментов,

остановив анализ построения программой временной диаграммы. Зарисовать временную диаграмму сигнала в отчёт.

6.5.8 Измерить время начала периода сигнала Т1. Установить визирную линию на начало периода прямоугольных импульсов, нажав клавишу манипулятора мышь на красном треугольнике 1. Переместить визирную линию на начало периода, удерживая её и двигая манипулятор мышь по коврику.

6.5.9 Измерить время окончания периода сигнала Т2. Установить синюю визирную линию на конец периода прямоугольных импульсов, используя методику п.6.5.8. Записать значение периода и скважности в отчёт.

6.5.10 Измерить минимальное значение напряжения прямоугольных импульсов. Установить курсор манипулятора мышь на красном треугольнике 1 и, нажав клавишу манипулятора, перемещать визирную линию на минимальное значение амплитуды прямоугольных импульсов. Записать минимальное значение VA1 в отчёт.

6.5.11 Измерить максимальное значение напряжения прямоугольных импульсов, используя методику п.6.5.10. для синей визирной линии 2. Измерить размах прямоугольных импульсов VA2-VA1 и амплитуду. Данные занести в отчёт.

6.5.12 Отключить формирование сигнала периодической последовательности импульсов (ППИ), нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу окна.

6.5.13 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Analysis вверху окна, а затем Fourier в раскрывшейся таблице.

6.5.14 Задать параметры анализа спектра: Fundamental frequency – частота следования ППИ; Number harmonics – количество гармоник – 20; Vertical scale – масштаб по вертикали , linear - линейный. Добавить функцию Display phase.

6.5.15 Нажать функцию Simulate и подождать появления на экране спектральных диаграмм. Установить развёрнутый вид появившегося маленького окна, нажав левой клавишей манипулятора мышь функцию (развернуть) в правом верхнем углу окна. Спектральные диаграммы зарисовать в отчёт.

6.5.16 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Toggle Cursors в правом верхнем углу окна. Измерить амплитуды спектральных составляющих с помощью визирных линий и таблицы. Визирную линию перемещать за чёрный треугольник вверху её на спектральную составляющую согласно методике п.6.5.8. Записывать значение х1 – частоты, у1 – амплитуды спектральной составляющей из таблицы Magnitude,V в отчёт.

6.5.17 Зарисовать спектральные диаграммы в отчет, указав значения всех спектральных составляющих. Сравнить спектр с ранее рассчитанным спектром в домашнем задании. Сделать выводы.

6.5.18 Получить спектральные диаграммы амплитуд и фаз для последовательности прямоугольных импульсов с параметрами в табл.2.1. Номер варианта соответствует последней цифре записи студента в учебном журнале.

Таблица 2.1-Исходные данные

Вариант
(τ /Т)*100%		33,3			66,67			33,33

6.5.19 Зарисовать в отчёт спектральные диаграммы амплитуд и фаз. Сравнить спектральные диаграммы с ранее полученными по п.6.5.17.

6.5.20 Выполнить п.6.5.18 и п.6.5.19 для импульсов треугольной формы. Сравнить спектральные диаграммы.

6.5.21 Выполнить п. 6.5.18 для колебаний синусоидальной формы.

6.6 Отпечатать спектральные диаграммы исследуемых сигналов (по заданию преподавателя) на локальном или сетевом принтере, для этого:

6.6.1 Подготовить принтер к работе.

6.6.2 Просмотреть файл со спектральной диаграммой, выбрав удобный для наблюдения масштаб.

6.6.3 Нажать изображение принтера левой клавишей манипулятора мышь в верхней части рабочего окна программы. Получить отпечатанную копию.

6.7 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

6.8 Сделать выводы.

6.9 Выключить оборудование.

6.10 Составить отчёт по работе.

7 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

7.1 Наименование и цели работы.

7.2 Аппаратное и программное обеспечение работы.

7.2 Схема исследований.

7.3 Результаты измерений, наблюдений и расчётов по пункту 6.5.

7.4 Выводы по работе.

7.5 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1 Как влияет скважность на спектр ППИ?

8.2 Как влияет изменение длительности импульсов на спектр ППИ?

8.3 Какие гармонические составляющие отсутствуют при скважности 4 в ППИ?

8.4 Как изменится спектр ППИ при изменении частоты следования импульсов?

8.5 Что изменится в спектре ППИ при изменении амплитуды импульсов?

8.6 Что происходит со спектром ППИ при изменении формы импульсов?

8.7 Для чего определяют спектры ППИ на практике?

8.8 Чем определяется ширина спектра ППИ?

8.9 Поясните, как определить ширину спектра по спектральной диаграмме ППИ.

8.10 Чему равна ширина спектров ППИ, исследуемых в работе?

8.11 В чём достоинства и недостатки программного метода анализа спектров?

8.12 Как изменяется спектр фаз при инверсии временной диаграммы сигнала?

9 СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЁТА

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

Лабораторная работа № 3

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛА В НЕЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ

1 ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1 Наблюдать временные диаграммы на входе и выходе нелинейного элемента в разных режимах работы.

1.2 Исследовать преобразование спектра отклика нелинейного элемента в зависимости от его режима работы.

2 ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю.С., Колодяжный Ю.М. Теория передачи сигналов электросвязи. ─ М.: Радио и связь, 1989. ─ С. 61…68.

2.2 Панфилов И.П., Дырда В.Е. Теория электрической связи. ─ М.: Радио и связь, 1991. ─ С. 78…92.

2.3 Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC ─ М.: Солон-Р, 1999.─ С. 276…277.

3 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1] и [2.2] преобразование сигналов при прохождении через нелинейную цепь.

3.2 Рассчитать и изобразить на спектральной диаграмме спектры отклика нелинейной цепи при воздействии на нее гармонического сигнала, если угол отсечки q = 150°, частота воздействующего сигнала равна 1 кГц, а амплитуда воздействующего сигнала равна в вольтах порядковому номеру записи фамилии студента в учебном журнале.

3.3 Подготовить бланк отчета.

3.4 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

Примечание: Лабораторную работу можно выполнить дома, а результаты в электронном варианте переслать по адресу Prashkovich @ tut.by или представить преподавателю на гибком диске.

4 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 С какой целью проводится аппроксимация вольтамперных характеристик (ВАХ)?

4.2 Какие виды аппроксимации ВАХ Вы знаете?

4.3 Как определить угол отсечки по осциллографу?

4.4 Приведите примеры линейных и нелинейных двухполюсников и четырехполюсников. Поясните их особенности.

4.5 Приведите классификацию нелинейных элементов.

4.6 Дайте определение линейной, нелинейной и параметрической цепи.

4.7 Назовите параметры нелинейных элементов.

4.8 Что называют откликом цепи?

4.9 Что содержит отклик нелинейной цепи на гармоническое воздействие?

4.10 Как изменится отклик нелинейной цепи, если амплитуда воздействия уменьшится? Характеристика нелинейной цепи аппроксимируется полиномом

i = а_о + а_I u + а₂ u ².

4.11 Телефонный сигнал передается по каналу с большими нелинейными искажениями, какие параметры сигнала изменяются?

4.12 Поясните смысл статических, дифференциальных и усредненных параметров нелинейных элементов.

4.13 Перечислите особенности прохождения сигналов через параметрические цепи.

5 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

5.2 Графический манипулятор мышь.

5.3 Программа Electronics Workbench 5.12.

5.4 Принтер.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

6.3 Включить персональный компьютер, для этого:

6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя POWER на системном блоке.

6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера и подключение его к локальной сети.

6.3.4 Войти в систему, набрав имя ─ 204 ,а пароль не вводить. Нажать клавишу Enter.

6.3.5 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.

6.4 Собрать схему электрическую функциональную исследуемой нелинейной цепи (рис. 3.1), для этого:

Рис.3.1 Схема электрическая функциональная исследуемой нелинейной цепи

6.4.1 Поместить радиокомпоненты на белый лист рабочего поля. Нажимать левую клавишу манипулятора мышь на изображения радиокомпонент панели инструментов. Перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпускать левую клавишу манипулятора мышь в нужном месте белого листа рабочего поля. Резистор в программе обозначается.

6.4.2 Соединить радиокомпоненты согласно схеме. Для их соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпустить клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия - подтверждение правильности соединения.

6.4.3 Установить значения резисторов R1 – 10 кОм, R2 – 10 кОм, R3 – 250кОм, Е1 – 3 В, значение частоты в кГц соответствует номеру записи одного из студентов бригады в учебном журнале, начальная фаза – 0 град., Е2 – 5В.

6.4.4 Сохранить файл под зашифрованным именем. Например, из букв фамилий студентов бригады.

6.5 Наблюдать временные диаграммы на входе и выходе нелинейного элемента в разных режимах работы, для этого:

6.5.1 Получить на экране осциллографа временные диаграммы входного и выходного сигналов без отсечки, установив значение сопротивления резистора R3 равным 5% от номинального. Включить режим анализа схемы, щёлкнув манипулятором мышь на изображение переключателя Ι, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

6.5.2 Щёлкнуть два раза на изображение осциллографа, увидеть временные диаграммы входного и выходного сигнала на экране осциллографа.

6.5.3 Щёлкнуть изображение Expand осциллографа. Наблюдать временные диаграммы сигналов на расширенном экране.

6.5.4 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллогрфа переключателем «Время на деление» (Time base) – время, соответствующее наблюдению одного или двух периодов сигналов.

6.5.5 Установить переключателем «Вольт на деление» (V/div) – масштаб по оси амплитуд для двух каналов осциллографа. Нажать манипулятором мышь надпись Pause на панели инструментов, остановив анализ построения программой временных диаграмм.

6.5.6 Разместить входную осциллограмму над выходной щелчками манипулятора мышь на кнопки прокрутки двух каналов Y position осциллографа. Зарисовать временные диаграммы сигналов в отчёт.

6.5.7 Измерить время начала периода и входного сигнала Т1. Установить визирную линию на начало периода сигнала, нажав клавишу манипулятора мышь на красном треугольнике 1. Переместить визирную линию на начало периода, удерживая её и двигая манипулятор мышь по коврику.

6.5.8 Измерить время окончания периода и входного сигнала Т2. Установить синюю визирную линию на конец периода и сигнала, используя методику п.6.5.7. Записать значение периода и длительности сигнала в отчёт.

Примечение: Время и напряжения пересечений визирных линий с графиками временных диаграмм Т1 и VA1, Т2 и VA2 и их разность Т2 - Т1, VA2-VA1 указываются в окошках на лицевой панели осциллографа для двух каналов.

6.5.9 Измерить минимальное значение напряжения входного сигнала. Установить манипулятор мышь на красном треугольнике 1 и, нажав клавишу манипулятора, перемещать визирную линию на минимальное значение амплитуды сигнала. Записать минимальное значение VA1 в отчёт.

6.5.10 Измерить максимальное значение напряжения входного сигнала, используя методику п.6.5.9. Измерить размах сигнала VA2-VA1 и амплитуду. Данные занести в отчёт.

6.5.11. Измерить период, амплитуду и размах выходного сигнала на входе В осциллографа, используя методику п.6.5.7 … 6.5.10.

6.6 Исследовать преобразование спектра отклика нелинейного элемента, изменив его режим работы, для этого:

6.6.1 Нажать левой клавишей манипулятора мышь на изображение меню Circuit, а затем на указатель функции «параметры схемы» Schematic Options.

6.6.2 Установить параметр электрической схемы, показывающий номер электрического соединения (контрольной точки) Show nodes. Для этого нажать левой клавишей манипулятора мышь на пустом квадратике напротив надписи Show nodes. Определить номера входной и выходной контрольных точек для исследования спектра.

6.6.3 Установить сопротивление потенциометра R3 – 5%. Нажать левой клавишей манипулятора мышь сначала изображение 0 , а затем I переключателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов. Подождать несколько секунд. Отключить формирование сигнала, нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу окна.

6.6.4 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Analysis вверху окна, а затем анализ спектра Fourier в раскрывшейся таблице.

6.6.5 Задать параметры анализа спектра: Output node – номер входной контрольной точки, в которой исследуется спектр; Fundamental frequency – частота исследуемого сигнала; Number harmonics – количество гармоник – 20; Vertical scale – масштаб по вертикали ,линейный – linear и добавить функцию - Display phase.

6.6.6 Нажать функцию Simulate и подождать появления спектральных диаграмм фаз и амплитуд. Установить развёрнутый вид появившегося маленького окна, нажав левой клавишей манипулятора мышь функцию (развернуть) в правом верхнем углу окна.

6.6.7 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Toggle Cursors в правом верхнем углу окна. Измерить амплитуды спектральных составляющих с помощью визирных линий и таблицы. Визирную линию перемещать за чёрный треугольник вверху её на спектральную составляющую согласно методике пункта 6.5.9.

Записывать значение х1 – частоты, у1 – амплитуды спектральной составляющей из таблицы Magnitude,V в отчёт.

6.6.8 Зарисовать спектральные диаграммы (фаз и амплитуд) в отчет, указав значения всех спектральных составляющих. Сделать выводы.

6.6.9 Получить спектральные диаграммы (фаз и амплитуд) на выходе нелинейной цепи, проделав п. 6.6.1 …6.6.7.

6.6.10 Спектральные диаграммы зарисовать в отчёт. Сделать выводы.

6.7 Получить временные и спектральные диаграммы на выходе нелинейной цепи для трёх значений сопротивления потенциометра R3, указанных в табл. 3.1. Номер варианта соответствует последней цифре записи студента в учебном журнале. Сделать выводы.

Таблица 3.1- Исходные данные

Вариант
Сопротивление потенциометра R3,в % от номинального

Примечание: Угол отсечки q – это половина времени протекания тока за период

(рис. 3.2). Рассчитывается в градусах. Для расчета решается пропорция:

T - 360⁰ , а 2q - х⁰.

Рис 3.2. Временная диаграмма

6.8 Отпечатать временные и спектральные диаграммы сигналов (по заданию преподавателя) на локальном или сетевом принтере, для этого:

6.8.1 Подготовить принтер к работе.

6.8.2 Просмотреть файл с временной и спектральной диаграммами, выбрав удобный для наблюдения масштаб.

6.8.3 Нажать изображение принтера левой кнопкой манипулятора мышь в верхней части окна программы. Получить отпечатанную копию.

6.9 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

6.10 Сделать выводы.

6.11 Выключить оборудование.

6.12 Составить отчёт по работе.

7 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

7.1 Наименование и цели лабораторной работы.

7.2 Аппаратное и программное обеспечение лабораторной работы.

7.3 Схема электрическая функциональная исследуемой нелинейной цепи.

7.3 Результаты измерений, расчетов, наблюдений п.п.6.4 ... 6.7.

7.4 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1 Чем отличается спектр сигнала на выходе нелинейной цепи (НЦ) от спектра сигнала на ее входе?

8.2 Встречаются ли на практике чисто гармонические сигналы?

8.3 Как обеспечить нелинейный режим транзисторному усилителю?

8.4 Что изменится при попадании на вход НЦ двух гармонических колебаний?

8.5 Какой состав спектра отклика НЦ при полигармоническом воздействии?

8.6 Каким параметром анализирующей программы Fourier будет определяться количество спектральных составляющих сигнала на выходе нелинейной цепи?

8.7 Какими способами можно анализировать спектр телефонного сигнала, сигнала звукового вещания, сигнала вещательного телевидения, телеграфного сигнала?

8.8 Какова особенность использования операционного усилителя в качестве нелинейного прибора?

8.9 Из-за чего появляются гармоники на выходе операционного усилителя?

8.10 Как обеспечить линейный режим операционному усилителю?

8.11. Как обеспечить нелинейный режим операционному усилителю?

9 СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЕТА

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, и анализировать результаты измерений.

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1 Получить временную диаграмму амплитудно-модулированного сигнала.

1.2 Измерить коэффициент амплитудной модуляции осциллографическим методом.

1.3 Исследовать спектральный состав амплитудно-модулированного сигнала.

ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю. C., Колодяжный Ю. М. Теория передачи сигналов электросвязи. - М.: Радиосвязь, 1989.  С.36…43.

2.2 Панфилов И. П. Дырда В. Е. Теория электрической связи.  М.: Радио и связь, 1991.  С.56…64.

2.3 Комаров С. К. Теория электрической связи. Конспект лекций. Часть 3.  Мн.: ВКС, 2000.  С.7…29.

ДОМАШНЕЕЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1] и [2.2] теоретические сведения о сигналах с амплитудной модуляцией, основные параметры и характеристики амплитудно-модулированных сигналов.

3.2 Изучить по [2.3] состав спектра амплитудно-модулированного сигнала.

3.3 Рассчитать и построить временную и спектральную диаграммы амплитудно-модулированного сигнала, если амплитуда несущего колебания А_m, B; частота несущего колебания f₀, МГц; а частота модулирующего синусоидального сигнала F, кГц равны номеру записи фамилии студента в учебном журнале. Амплитуда модулирующего сигнала А_mи = 0,3 А_m. Составить математическую модель амплитудно-модулированного сигнала.

3.4 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 Что такое амплитудная модуляция?

4.2 Что такое несущее колебание?

4.3 Что такое модулирующий сигнал?

4.4 Как определить коэффициент амплитудной модуляции?

4.5 Какой физический смысл имеет коэффициент амплитудной модуляции?

4.6 Какой параметр несущего колебания изменяется при амплитудной модуляции (АМ)?

4.7 Как отличаются частоты несущего колебания и модулирующего сигнала при амплитудной модуляции?

4.8 Каким выражением определяется амплитуда бокового колебания при АМ?

4.9 Поясните спектр АМ сигнала при модуляции гармоническим синусоидальным (косинусоидальным) сигналом.

4.10 Приведите математическую модель АМ сигнала при модуляции гармоническим сигналом.

4.11 По какой формуле можно определить ширину спектра АМ сигнала?

4.12 По какой формуле можно определить коэффициент амплитудной модуляции по временной диаграмме АМ сигнала?

5 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАМНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

5.2 Графический манипулятор мышь.

5.3 Программа Electronics Workbench 5.12.

5.4 Принтер.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

6.3 Включить персональный компьютер, для этого:

6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя POWER на системном блоке.

6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера и подключение его к локальной сети.

6.3.4 Войти в систему, набрав имя  204 ,а пароль не вводить. Нажать клавишу Enter.

6.3.5 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.

6.4 Получить временную диаграмму амплитудно-модулированного сигнала, для этого:

6.4.1 Поместить радиокомпоненты (рис. 4.1) на белый лист рабочего поля. Для их размещения нажимать левую клавишу манипулятора мышь на изображения радиокомпонентов панели инструментов. Перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпускать левую клавишу манипулятора мышь в нужном месте белого листа рабочего поля.

Рис. 4.1 Схема электрическая структурная наблюдения АМ сигнала

6.4.2 Соединить радиокомпоненты согласно схеме. Для их соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпускать клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия – подтверждение правильности соединения.

6.4.3 Нажать двойным щелчком манипулятора мышь на изображение источника АМ сигнала. Установить значения параметров амплитудно-модулированного генератора в раскрывшемся окне (табл. 4.1) согласно варианту. Номер варианта соответствует номеру записи студента в учебном журнале

Таблица 4.1- Варианты заданий

Номер варианта	А_m, B	f, кГц	m	F, Гц
		0,5	0,1
			0,15
		1,5	0,2
			0,25
		2,5	0,3
			0,35
		3,5	0,4
			0,45
		4,5	0,5
			0,55
		5,5	0,6
			0,65
		6,5	0,7
			0,75
		7,5	0,8
			0,85
		8,5	0,9
			0,95
		9,5
			0,95
		10,5	0,9
			0,85
		11,5	0,8
			0,75
		12,5	0,7
			0,65
		13,5	0,6
			0,55
		14,5	0,5
			0,45

6.4.4 Включить режим анализа схемы, щёлкнув манипулятором мышь на изображение переключателя Ι, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

6.4.5 Щелкнуть два раза на изображении осциллографа, наблюдать временную диаграмму амплитудно-модулированного сигнала.

6.4.6 Щелкнуть на изображение надписи Eхpand осциллографа. Наблюдать временную диаграмму на расширенном экране.

6.4.7 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Время на деление» (Time base) – время, соответствующее наблюдению одного-двух периодов огибающей модулированного сигнала, и переключателем «Вольт на деление» (V/div) необходимый масштаб по оси Y.

6.4.8 Измерить время начала периода огибающей модулированного сигнала. Для измерения установить курсор манипулятора мышь на красном треугольнике 1 и, нажав клавишу манипулятора, переместить красную визирную линию на начало периода.

6.4.9 Переместить синюю визирную линию 2 на конец периода огибающей модулированного сигнала согласно методике п.6.4.8.

6.4.10 Отсчитать значения T1, T2 и записать значение периода модулирующего сигнала Т = Т2-Т1 из измерительных окон осциллографа в отчет. Рассчитать частоту и сравнить ее с ранее установленной. Рассчитать погрешность осциллографических измерений.

6.4.11 Проделать п.6.4.9…6.4.10, измеряя период несущей модулированного сигнала. Данные записать в отчет. Зарисовать временную диаграмму АМ сигнала в отчет.

6.5 Измерить коэффициент амплитудной модуляции осциллографическим методом, для этого:

6.5.1 Измерить размах А_max см. рис. 4.2 амплитудно-модулированного сигна-

ла. Для измерения необходимо переместить красную визирную линию 1 на самое минимальное мгновенное значение модулированного сигнала согласно методике п. 6.4.8, а, затем переместить синюю визирную линию 2 на самое максимальное мгновенное значение модулированного сигнала. Записать значение размаха сигнала А_max = VA2-VA1 в отчет.

Рис. 4.2 Временная диаграмма АМ сигнала

6.5.2 Проделать п. 6.5.1 для размаха А_min модулированного сигнала. Данные записать в отчет. Рассчитать коэффициент АМ, сравнить его значение c ранее установленным в пункте 6.4.3. Расcчитать погрешность.

6.6 Исследовать спектральный состав амплитудно-модулированного сигнала, для этого:

6.6.2 Установить параметр электрической схемы, показывающий номер электрического соединения (контрольной точки) Show nodes. Для этого нажать левой клавишей манипулятора мышь на пустом квадратике напротив надписи Show nodes. Определить номер выходной контрольной точки для исследования спектра.

6.6.3 Нажать левой клавишей манипулятора мышь сначала изображение 0 , а затем I переключателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов. Подождать несколько секунд. Отключить формирование сигнала, нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу окна.

6.6.5 Задать параметры анализа спектра: Output node – номер выходной контрольной точки, в которой исследуется спектр; Fundamental frequency – частота модулирующего сигнала; Number harmonics – количество гармоник – 40; Vertical scale – масштаб по вертикали, линейный – linear и добавить функцию - Display phase.

6.6.6 Нажать функцию Simulate и подождать появления спектральных диаграмм, фаз и амплитуд. Установить развёрнутый вид появившегося маленького окна,

нажав левой клавишей манипулятора мышь функцию (развернуть) в правом верхнем углу окна.

6.6.7 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Toggle Cursors в правом верхнем углу окна. Измерить амплитуды спектральных составляющих с помощью визирных линий и таблицы. Визирную линию перемещать за чёрный треугольник вверху её на спектральную составляющую. Записывать значение х1 – частоты, у1 – амплитуды спектральной составляющей из таблицы Magnitude,V в отчёт.

6.6.9 Проделать пункты 6.4 … 6.6. для коэффициентов амплитудной модуляции

m = 0,7 и m = 1.

6.7 Исследовать процесс формирования амплитудно-модулированного сигнала, для этого:

6.7.1 Удалить все радиокомпоненты предыдущих исследований. Для удаления нажать манипулятором мышь на функцию File, а затем (выделить все) – Select all и (удалить) –Delete.

6.7.2 Собрать схему электрическую функциональную формирования АМ сигнала (рис. 4.3), используя методику п. 6.4.1. и 6.4.2.

6.7.3 Получить осциллограммы в контрольных точках 1, 2, 3, 4, 5, когда переключатель S замкнут и разомкнут (рис. 4.3), используя методику п. 6.4., зарисовать временные диаграммы в масштабе двух периодов информационного сигнала в отчет. Рассчитать параметры сигналов.

6.7.4 Получить спектральные диаграммы в контрольных точках 1, 2, 3, 4, 5, когда переключатель S замкнут и разомкнут (рис. 4.3), используя методику п. 6.6, зарисовать спектральные диаграммы в отчет. Рассчитать параметры гармоник.

Рис. 4.3 Схема электрическая формирования АМ сигнала.

6.8 Отпечатать временные и спектральные диаграммы исследуемых сигналов (по заданию преподавателя) на локальном или сетевом принтере, для этого:

6.8.1 Подготовить принтер к работе.

6.8.2 Просмотреть файл диаграммы, выбрав удобный для наблюдения масштаб.

6.8.3 Нажать изображение принтера левой клавишей манипулятора мышь в верхней части рабочего окна программы. Получить отпечатанную копию.

6.9 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

6.10 Сделать выводы.

6.11 Выключить оборудование.

6.12 Составить отчет по работе.

CОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

7.1 Наименование и цели работы.

7.2 Перечень программного и аппаратного обеспечения.

7.3 Исходные данные для измерений (схема исследования рис.4.1 и 4.2).

7.4 Результаты измерений, вычислений и наблюдений по п. 6.4…6.7.

7.5 Выводы по работе.

7.6 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1 Поясните осциллограмму АМ сигнала при m = 1.

8.2 Поясните спектральный состав АМ сигнала.

8.3 Поясните назначения функциональных компонентов схемы рис. 4.3.

8.4 Определите параметры амплитудно-модулированного сигнала для случая, иллюстрируемого рис.4.2.

8.5 Поясните физический смысл коэффициента схемотехники (пропорциональности) и коэффициента амплитудной модуляции m.

8.6 Что произойдет с параметрами амплитудно-модулированного сигнала, если увеличить амплитуду несущего колебания?

8.7 Почему на частоте 2f₀ есть спектральные составляющие при формировании амплитудно-модулированного сигнала?

8.8 Чему равна разница частот несущего и бокового колебания в спектре АМ сигнала?

8.9 Оцените погрешность измерения коэффициента амплитудной модуляции m.

8.10 Чему равна ширина спектра АМ сигнала согласно проведенному опыту?

8.11 Чему равна разница между спектральными составляющими в спектре АМ сигнала?

8.12 Какая спектральная составляющая имеет максимальную амплитуду в спектре АМ сигнала?

8.13 Как переносится сообщение при АМ? Поясните по временным и спектральным диаграммам опытов.

9 СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЕТА

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ И ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАНЫХ СИГНАЛОВ

1 ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1 Получить временную диаграмму частотно-манипулированного сигнала.

1.2 Исследовать спектральный состав частотно-манипулированного сигнала.

1.3 Исследовать спектр частотно-модулированного сигнала при изменении индекса частотной модуляции М_чм.

2 ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю.С., Колодяжный Ю. М. Теория передачи сигналов электросвязи.  М.: Радиосвязь, 1989.  C. 43…48.

2.2 Панфилов И. П., Дырда В. Е. Теория электрической связи.  М.: Радио и связь,1991,  C.65, 67, 70…72.

2.3 Комаров С. К. Теория электрической связи. Конспект лекций. Часть 3.  Мн.: ВКС, 2000.  C.29…41.

3 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1.] и [2.2] теоретические сведения о сигналах и характеристиках частотной манипуляции.

3.2 Изучить по [2.3] состав спектра частотно-модулированного и частотно-манипулированного сигналов.

3.3 Рассчитать и построить временную и спектральную диаграммы частотно-модулированного сигнала, если амплитуда несущего колебания А_m, B; частота несущего колебания f₀, МГц; частота модулирующего косинусоидального сигнала F, кГц равны номеру записи фамилии студента в учебном журнале. Индекс частотной модуляции принять равным М_чм = 3,3. Составить математическую модель частотно-модулированного сигнала и рассчитать девиацию частоты.

3.4. Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

Примечание: Лабораторную работу можно выполнить дома, а результаты в электронном варианте переслать по адресу Prashkovich @ tut.by или представить преподавателю на гибком диске.

4 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 Какие параметры несущего колебания изменяются при частотной манипуляции?

4.2 По какой формуле определяется девиация частоты частотно-модулированного сигнала?

4.3 По какой формуле определяется индекс частотной модуляции частотно-модулированного сигнала?

4.4 Каким выражением определяется ширина спектра частотно-манипулированного (модулированного) сигнала?

4.5 Меняется ли частота несущей при частотной манипуляции?

4.6 В каких случаях наблюдается разрыв фазы частотно-манипулированного сигнала?

4.7 Какие существуют методы формирования частотно-манипулированных сигналов?

4.8 Приведите условное графическое обозначение частотного модулятора.

4.9 Приведите временную диаграмму частотно-манипулированного сигнала при манипуляции меандром.

4.10 Как определить крутизну модуляционной характеристики при частотной модуляции?

4.11 Что такое коэффициент пропорциональности (коэффициент схемотехники) при частотной модуляции?

4.12 Каким выражением связаны фаза и частота?

5 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

5.2 Графический манипулятор мышь.

5.3 Программа Electronics Workbench 5.12.

5.4 Принтер.

6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

6.3 Войти в рабочую среду Windows, для этого:

6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя POWER на системном блоке.

6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера и подключение его к локальной сети.

6.3.4 Войти в систему, набрав имя  204 , пароль не вводить. Нажать клавишу Enter.

6.3.5 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.

6.3.6 Открыть программу Electronics Workbench 5.12 согласно каталогу D:\Work\EWB512\WEWB32.exe. Получить изображение стандартного окна программы.

6.4 Получить временную диаграмму частотно-манипулированного сигнала, для этого:

6.4.1 Поместить радиокомпоненты (рис.5.1) на белый лист рабочего поля.

Для размещения радиокомпонентов нажимать левую клавишу манипулятора мышь на их изображение на панели инструментов. Перемещать манипулятор мышь

по коврику. Отпускать левую клавишу манипулятора мышь в нужном месте белого листа рабочего поля.

Рис 5.1 Схема электрическая структурная исследования ЧМн сигнала

6.4.2 Соединить радиокомпоненты согласно схеме. Для их соединения необходимо нажать левую клавишу манипулятора мышь в точке соединения в момент появления стрелки. Удерживая клавишу, перемещать манипулятор мышь по коврику. Отпускать клавишу необходимо в момент появления другой точки в нужном месте соединения. Появляющаяся линия – подтверждение правильности соединения.

6.4.3 Нажать двойным щелчком манипулятора мышь на изображение генератора прямоугольных импульсов ( ).

6.4.4 Установить в раскрывшемся окне параметры генератора прямоугольных импульсов: частота (frequency) – 1кHz; Duty cycle – 50%; Voltage – N +5V, где N соответствует номеру записи фамилии студента в учебном журнале. Закрыть окно генератора.

6.4.5 Нажать двойным щелчком манипулятора мышь на изображение частотного манипулятора (FSK).

6.4.6 Установить в раскрывшемся окне параметры частотного манипулятора FSK: амплитуда несущих (Реак amplitude of FSК signal) – N, V; частота, соответствующая высокому уровню манипуляции (Mark transmission frequency), –10 кHz; частота, соответствующая низкому уровню манипуляции (Space transmission frequency), – 5 кГц. Нажать на клавиатуре клавишу ОК окна генератора.

6.4.7 Включить режим анализа схемы, нажав на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

6.4.8 Щелкнуть два раза на изображение осциллографа, наблюдать временные диаграммы манипулирующего и частотно-манипулированного сигналов.

6.4.9 Щелкнуть на изображение надписи Expand осциллографа. Наблюдать временные диаграммы на расширенном экране.

6.4.10 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Время на деление» (Time base) время, соответствующее наблюдению одного -двух периодов манипулирующего сигнала. 6.4.11 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Вольт на деление» (В/ div) размах, соответствующий наблюдению двух сигналов: манипулирующего и манипулированного.

6.4.12 Щелчками манипулятора мышь разместить на экране осциллографа осциллограмму манипулирующего сигнала над манипулированным, используя функции прокрутки ( Y position) в каналах А и В (channel A и channel B).

6.4.13 Измерить время начала периода импульсов. Для измерения установить курсор манипулятора мышь на красном треугольнике 1 и, нажав клавишу манипулятора, переместить красную визирную линию на начало периода.

6.4.14 Переместить синюю визирную линию 2 на конец импульсов согласно методике п.6.4.13.

6.4.15 Отсчитать значения Т1, Т2 и записать значение периода T = T2 - T1 из измерительных окон осциллографа в отчет. Рассчитать частоту и сравнить её с установленной. Рассчитать погрешность осциллографического метода измерений.

6.4.16 Измерить длительность импульса и параметры частотно-манипулированного сигнала, периоды колебаний при высоком и низком уровнях манипуляции, по методике пп.6.4.13…6.4.15. Оценить наличие разрыва фазы. Данные измерений занести в отчет.

6.4.17 Измерить размах частотно-манипулированного сигнала. Для измерения необходимо переместить красную визирную линию на минимальное мгновенное значение, а синюю линию на максимальное мгновенное значение частотно-манипулированного сигнала согласно методике п. 6.4.13. Значение размаха считать в окне VA2 – VA1. Данные записать в отчет при ЧМн А_m=const.

6.4.18 Измерить размах манипулирующих импульсов, согласно методике п. 6.4.17. Сравнить параметры, установленные ранее, с измеренными. Рассчитать погрешность осциллографического метода измерений. Закрыть окно осциллографа.

6.5 Исследовать спектральный состав частотно-манипулированного сигнала, для этого:

6.5.1 Нажать левой клавишей манипулятора мышь на изображение меню Circuit, а затем на указатель функции «параметры схемы» Schematic Options.

6.5.2 Установить параметр электрической схемы, показывающий номер электрического соединения (контрольной точки) Show nodes. Для этого нажать левой клавишей манипулятора мышь на пустом квадратике напротив надписи Show nodes. Определить номер выходной контрольной точки для исследования спектра

на схеме.

6.5.3 Нажать левой клавишей манипулятора мышь сначала изображение 0 , а затем I переключателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов. Подождать несколько секунд. Отключить формирование сигнала, нажав левой клавишей манипулятора мышь на изображение 0 в правом верхнем углу панели инструментов.

6.5.4 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Analysis вверху окна, а затем анализ спектра Fourier в раскрывшейся таблице.

6.5.5 Задать параметры анализа спектра: Output node – номер контрольной точки, в которой исследуется спектр; Fundamental frequency – частота манипулирующего сигнала; Number harmonics – количество гармоник – 40; Vertical scale – масштаб по вертикали, линейный – linear и добавить функцию - Display phase.

6.5.6 Нажать функцию Simulate и подождать появления спектральных диаграмм, фаз и амплитуд. Установить развёрнутый вид появившегося маленького окна,

нажав левой клавишей манипулятора мышь функцию (развернуть) в правом верхнем углу окна.

6.5.7 Нажать левой клавишей манипулятора мышь функцию Toggle Cursors в правом верхнем углу окна. Измерить амплитуды спектральных составляющих с помощью визирных линий и таблицы. Визирную линию перемещать за чёрный треугольник вверху её на спектральную составляющую. Записывать значение х1 – частоты, у1 – амплитуды спектральной составляющей из таблицы Magnitude,V в отчёт.

6.5.8 Зарисовать спектральные диаграммы (фаз и амплитуд) в отчет, указав значения всех спектральных составляющих. Сделать выводы.

6.6 Исследовать спектр частотно-модулированного сигнала при изменении индекса частотной модуляции М_чм , для этого:

6.6.1. Собрать схему исследований (рис. 5.2) и выполнить п. 6.4 для частотно-модулированного сигнала. Установить параметры частотно-модулированного генератора: амплитуда несущей (Peak Amplitude) – 5 В, частота несущей (Carrier

frequency) – 1000 Hz, индекс частотной модуляции - 5; частота модулирующего сигнала (Modulation frequency) – 100 Нz, постоянная составляющая (Offset) – 0 V.

Рис. 5.2. Схема электрическая структурная исследования ЧМн сигнала

6.6.2 Выполнить п.6.5 для индексов частотной модуляции М_чм согласно табл. 5.1. для каждого опыта.

Таблица 5.1- Исходные данные

Номер опыта
М_чм	0,3		2, 42	3,3		5,5		8,65

Зарисовать в отчёт спектр частотно-модулированного сигнала при М _чм, равном 0,3; 2,42; 3,3.

6.7 Отпечатать временные и спектральные диаграммы исследуемых сигналов (по заданию преподавателя) на локальном или сетевом принтере, для этого:

6.7.1 Подготовить принтер к работе.

6.7.2 Просмотреть файл диаграммы, выбрав удобный для наблюдения масштаб.

6.7.3 Нажать изображение принтера левой клавишей манипулятора мышь в верхней части рабочего окна программы. Получить отпечатанную копию.

6.8 Показать результаты выполнения работы преподавателю.

6.9 Сделать выводы.

6.10 Выключить оборудование.

6.11 Составить отчет по работе.

7 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

7.1 Наименование и цели работы.

7.2 Перечень программного и аппаратного обеспечения.

7.3 Схемы и исходные данные для измерений.

7.4 Результаты измерений, исследований, вычислений и наблюдений по п. 6.4…6.6.

7.5 Выводы по работе.

7.6 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1 Какие параметры частотно-манипулированного генератора Вы устанавливали?

8.2 Как измерить сдвиг частот с помощью осциллографа?

8.3 Поясните временные диаграммы частотно-манипулированного сигнала.

8.4 Поясните спектральный состав частотно-манипулированного сигнала.

8.5 Как изменяется период несущего колебания при частотной манипуляции?

8.6 Как изменится спектр частотно-манипулированного сигнала, если изменить скважность манипулирующих импульсов?

8.7 Наблюдался ли разрыв фазы при частотной манипуляции?

8.8 Какие меры необходимо применять для исключения разрыва фазы при частотной манипуляции?

8.9 Почему может отсутствовать несущее колебание в спектрах частотно-манипулированных и модулированных сигналов?

8.10 Для чего необходимо минимизировать ширину спектра частотно-манипулированного сигнала?

8.11 В каких системах и сетях связи нашла применение частотная манипуляция? Почему?

8.12 Как осуществить многократную частотную манипуляцию?

8.13 Как влияет индекс частотной модуляции М_чм на ширину спектра?

8.14 Определите ширину спектра ∆f ЧМ сигнала по результатам опытов. Сравните её с рассчитанной в п.3.

9 СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЕТА

Лабораторная работа №6

ИССЛЕДОВАНИЕ СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1 Получить временную диаграмму сигнала с относительной фазовой манипуляцией (ОФМн).

1.2 Исследовать спектральный состав сигнала с относительной фазовой манипуляцией.

ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю.C. Колодяжный Ю. М. Теория передачи сигналов электросвязи.  М.: Радио и связь¸  1989. - С. 50…51.

2.2 Панфилов И. П., Дырда В. Е. Теория электрической связи.  М: Радио и связь, 1991,  C. 70…72, 128…130.

2.3. Комаров С. К. Теория электрической связи. Конспект лекций. Часть 3.  Мн.: ВКС, 2000.  C. 50…53, 58…60.

3 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1] теоретические сведения о сигналах с фазовой (ФМн) и относительной фазовой манипуляцией (ОФМн).

3.2 Изучить по [2.2] основные параметры и характеристики сигналов с ОФМн ФМн.

3.3 Изучить по [2.3] состав спектра сигналов с ОФМн и ФМн.

3.4 Изобразить сигнал с ОФМн, если цифровая манипулирующая последовательность представляет число, соответствующее номеру записи фамилии студента по учебному журналу. Номер записи представить в виде байта.

3.5 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

Примечание: Лабораторную работу можно выполнить дома, а результаты в электронном варианте переслать по адресу Prashkovich @ tut.by или представить преподавателю на гибком диске.

4 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 Какой сигнал можно использовать в качестве манипулирующего при осуществлении фазовой манипуляции?

4.2 Как изменяется фаза несущего колебания при абсолютной фазовой манипуляции?

4.3 Как изменяется амплитуда несущего колебания при ОФМн?

4.4 Как изменяется фаза несущего колебания при однократной ОФМн?

4.5 Как изменяется частота несущего колебания при однократной ОФМн?

4.6 Какой характер имеет спектр сигнала с ОФМн?

4.7 Какие существуют методы формирования ОФМн сигналов?

4.8 Какие существуют методы приема ОФМн сигналов?

4.9 Приведите временную диаграмму сигнала с ОФМн.

4.10 Чему равен минимальный сдвиг фаз при многократной ОФМн?

4.11 Чем отличается ОФМн от ФМн?

4.12 Перечислите недостатки ФМн.

4.13 Чему равна полоса частот ОФМн и ФМн сигналов?

5 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

5.1 Рабочая станция локальной сети (персональный компьютер).

5.2 Графический манипулятор мышь.

5.3 Программа Electronics Workbench 5.12.

5.4 Принтер.

6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

6.3 Войти в рабочую среду Windows, для этого:

6.3.1 Включить рабочую станцию компьютерной сети с помощью сетевого переключателя POWER на системном блоке.

6.3.2 Наблюдать загрузку компьютера и подключение его к локальной сети.

6.3.4 Войти в систему, набрав имя 204 , пароль не вводить. Нажать клавишу Enter.

6.3.5 Наблюдать выход компьютера в операционную среду Windows.

6.4 Получить временную диаграмму сигнала с относительной фазовой манипуляцией, для этого:

6.4.1 Щелкнуть на изображении Open левой клавишей манипулятора мышь. Следить за появлением окна каталога папок программы Electronics Workbench 5.12. Найти в них файл Офм1.

6.4.2 Щелкнуть два раза на изображение схемы формирования сигналов с ОФМн. Изучить ее (рис.6.1) и зарисовать в отчет.

6.4.3 Нажать двойным щелчком манипулятора мышь на изображение генератора сигналов ГПИ (Function Generator) и установить: форму генерируемого сигнала – прямоугольная, частота (Frequency) – 5kHz; длительность импульса в процентах к периоду (Duty cycle) – 50 % (Amplitude) – 5V; постоянная составляющая

(Оffset)– 0.

Рис.6.1 Схема электрическая функциональная формирования сигналов с ОФМн

6.4.4 Установить параметры генератора несущего колебания E1, используя методику п.6.4.3: амплитуду (Voltage) – 1V; частоту (frequency) – 10 кHz; начальную фазу (Phase) - 0 Deg.

6.4.5 Выполнить п. 6.4.4 для генератора E2, установив те же параметры, что и для E1, а начальную фазу (Phase) – 180 Deg.

6.4.6 Включить режим анализа схемы, нажав на изображение I включателя, расположенного в правом верхнем углу панели инструментов.

6.4.7 Щелкнуть два раза на изображение осциллографа, наблюдать временные диаграммы манипулирующего и сигнала с ОФМн.

6.4.8 Щелкнуть на изображении надписи Expand осциллографа. Наблюдать временные диаграммы на расширенном экране.

6.4.9 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Время на деление» (Time base) время, соответствующее наблюдению одного - двух периодов манипулирующего сигнала.

6.4.10 Щелчками манипулятора мышь установить на лицевой панели осциллографа переключателем «Вольт на деление» (В/ div) размах, соответствующий наблюдению двух сигн