Учебное пособие 1276

При защите результатов лабораторной работы необходимо представить содержащий все заданные расчеты отчет и продемонстрировать свои теоретические знания и практические навыки согласно выполненной работе.

Контрольные вопросы

1.Понятие модулированного сигнала.

2.Основные виды модуляции сигналов.

3.Понятие и особенности частотной модуляции.

4.Понятие девиации частоты.

5.Вывод уравнения частотно модулированного сиг-

нала.

6.Применение частотной модуляции в системах связи

7.Вычисление мгновенного значения частоты.

8.Описание боковых частот частотной модуляции.

9.Порядок вычисления мощности и практической ширины спектра частотно модулированного сигнала.

10.Порядок вычисления девиацию частоты и индекс модуляции для частотно модулированного сигнала.

19

Лабораторная работа №3 Передача частотно-модулированного сигнала

Ключевые слова: радиопередающее устройство, динамический диапазон, основные параметры передаваемых сигналов, генератор сигналов.

Цель лабораторной работы: используя генераторы сигналов Г3-109 и Г4-116, скомпоновать макет радиопередающего устройства. Затем передать частотно-модулированный сигнал на определенной радиочастоте.

Задачи лабораторной работы:

рассмотреть макет радиопередающего устройств и циркулирующие в тракте сигналы.

изучить способы передачи информации по радиоканалу, виды и параметры сигналов;

получить практические навыки работы на современной радиопередающей аппаратуре;

Теоретические сведения

Рассмотрим основные параметры передаваемых и принимаемых сигналов.

Амплитуда – это максимальное отклонение напряжения сигнала от нулевого порога в область положительных или отрицательных значений. Представляет собой пределы, в которых изменяется сигнал. Амплитуда обычно измеряется в Вольтах (В). Если амплитуда будет слишком большой, то проводник может перегреться и выйти из строя. При недостаточном напряжении сигнал будет затухать в проводнике слишком быстро и не достигать получателя.

Частота – это количество колебаний сигнала в единицу времени. Для стандартизации в качестве единицы времени используется одна секунда. Единицей измерения частоты служит Герц (Гц). Один Герц соответствует одному колебанию сигнала в секунду. Если, например, говорят о 100 Гц, то подразуме-

20

вают, что сигнал совершил 100 последовательных переходов из максимального значения в минимальное и в обратном направлении. Величиной, обратной частоте, является период, который показывает задержку времени между соседними значениями сигнала равной величины (например, максимальными значениями) [5].

Фаза показывает, из какого первоначального значения начинает изменяться синусоида. Фаза измеряется в градусах или радианах. Если речь идет о градусах, то значение фазы может быть в пределах от 0 до 360. Фаза 0 градусов означает, что сигнал начинает изменяться от 0В к максимальному значению, 90 градусов – от максимального значения к минимальному, 180 градусов – от 0В к минимальному значению, а 270 – от минимального к максимальному.

Длительность сигнала – это интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Динамический диапазон – это отношение наиболь-

шей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности , которая необходима для обеспечения заданного качества передачи. Он выражается в децибелах (дБ):

= 10

Ширина спектра – этот параметр дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования.

Генератор сигналов низкочастотный Г3-109 (рис. 7) предназначен для регулирования, испытания и ремонта различных радиотехнических устройств в лабораторных и производственных условиях, в телевидении, радиовещании, акустике, технике связи. В работе используется Г3-109 - генератор RС-типа с плавной установкой частоты в пределах каждого из четырех поддиапазонов.

21

Коэффициент гармоник:

«выход I», %: 1 (20-200 Гц); 0,5 (200 Гц - 20 кГц); 1 (20200 кГц);

«выход II» 2% .

Вработе генератор используется для формирования модулирующего гармонического сигнала.

Также в работе используется генератор сигналов высокочастотный Г4-116 (рис. 8). Он предназначен для настройки, регулировки и контроля радиоприемной аппаратуры метрового и дециметрового диапазона Прибор Г4-116 обеспечивает измерение электрических характеристик и параметров различных радиоприемных устройств (радиовещательных, связных, телевизионных и др.), работающих в режимах непрерывной генерации, амплитудной модуляции, частотной модуляции, модуляции видеосигналом. Генератор может служить источником немодулированного и некалиброванного сигнала и использоваться в качестве гетеродина.

Рис. 8. Г4-116

Находит широкое применение в разработке, производстве, эксплуатации и ремонте, для обеспечения измерений электрических характеристик и параметров различных радио-

23

приемных устройств в системах связи, радиовещания и телевидения.

В работе генератор используется для формирования модулирующей гармонической несущей радиосигнала.

Частотные параметры:

Диапазон частот от 4 до300 МГц;

Основная погрешность установки частоты ±1%;

Нестабильность частоты за 15 мин. работы ±2,5*10е-4;

Параметры выходного напряжения:

Пределы регулировки выходного напряжения 0,5*10е-

6...0,5 В;

Основная погрешность установки опорного значения выходного напряжения 0,1 В ±1 дБ;

Основная погрешность установки ослабления системы

Основная погрешность установки коэффициента AM:

при 10%<=M<=30% ±5%; при 30%<=M<=80% ±10%;

Частота внутреннего модулятора AM, ЧМ 1000 Гц;

Коэффициент гармоник огибающей AM от 3 до 5%;

100 кГц;

Основная погрешность установки ЧМ 10%;

Диапазон внешних модулирующих частот ЧМ от 30 до

60000 Гц;

Коэффициент гармоник огибающей ЧМ 3%;

24

Частота модулирующего сигнала при внутренней модуляции МЕАНДРОМ 1000 Гц;

Полоса частот при внешней модуляции видеосигналом

50...6,5*10е6 Гц;

Основная погрешность установки коэффициента модуляции несущей частоты изображения не более ±5%;

Масса 13,5 кг

Ход выполнения работы

1. Собрать схему согласно рис 9.: Передающий тракт:

Рис. 9. Схематический рисунок

2.Включить приборы в сеть и переключить тумблеры в положение Вкл.

3.Дать приборам прогреется 15 минут.

4.После прогрева, соединить Выход 1 на Г3-109 и вход ЧМ на Г4-116.

5.К выходу на Г4-116 подключить антенну.

25

6.Установить поддиапазон транслирования на Г4116 9 (с учетом возможностей используемых в работе приемников).

7.Регулятором частоты точно настроить частоту транслирования.

8.Нажать на кнопку ГВЧ и проследить, чтобы все остальные были отжаты.

9.На Г3-109 выбрать диапазон частот (с помощью регулятора частоты Г3-109 провести транслирование в эфир гармонический сигнал частотой от 20Гц до 12к Гц).

10.Работу проводить с учётом предложенных вариантов компонования формируемых трактов (передающего, приемного, измерительного и анализирующего), используемых в работе.

При защите результатов лабораторной работы необходимо представить содержащий все заданные расчеты отчет и продемонстрировать свои теоретические знания и практические навыки согласно выполненной работе.

Контрольные вопросы

1.Основные параметры передающей аппаратуры.

2.Основные параметры передаваемых и принимаемых сигналов.

3.Формула вычисления динамического диапазона.

4.Описание устройства: генератор сигналов низкочастотный Г3-109.

5.Применения Г3-109 в данной лабораторной работе.

6.Основные элементы управления Г3-109.

7.Описание устройства: генератор сигналов высокочастотный Г4-116.

8.Применения Г4-116 в данной лабораторной работе.

9.Основные элементы управления Г4-116.

10.Порядок передачи сигнала с определенными параметрами на расстояние.

26

Лабораторная работа №4 Прием частотно-модулированного сигнала

Ключевые слова: радиоприемное устройство, широкополосный приемник, анализатор спектра, управляющая ПЭВМ, метрологическая и программная совместимость.

Цель лабораторной работы: на определенной радиочастоте передается частотно-модулированный сигнал; с помощью радиоприемного устройства принять этот сигнал, проанализировать с помощью анализатора спектра «Тритон» и возможностей приемника «WinRadio».

Задачи лабораторной работы:

рассмотреть макет радиоприёмного устройства и циркулирующие в тракте сигналы;

изучить способы приема информации по радиоканалу, а также виды и параметры принимаемых сигналов;

получить практические навыки работы на анализаторе спектра «Тритон»;

изучить возможности и особенности работы с прием-

ником «WinRadio».

Теоретические сведения

В работе используется радиоприёмник WinRadioWRG305i (рис. 10). Он входит в первую в мире линейку специализированных широкополосных приемников реализованных в формате компьютерной PCI платы. Приемник относится к

SDR-типу (Software Defined Radio - приемник с программной реализацией) т.к. большая часть работ по обработке сигналов лежит на плечах компьютера управляемого специализированным программным обеспечением. Служит для приёма радиоволн в диапазоне 9 кГц - 1800 МГц. При использовании WR- DNC-3500 до 3,5 ГГц. Имеет ряд дополнительных функций.

27