Порядок выполнения работы.

Выполните моделирование модулятора, схема которого приведена на рис.1.

1.Запустите программу Electronics Workbench и откройте файл lab91.ewb.

2. Проверьте результаты расчета индекса модуляции моделированием, результаты которого показаны на рис.2. Для определения коэффициента модуляции по осциллограмме АМ сигналов используйте формулу (4), согласно которой М=А_м/А_с, где (см. рис.2) А_м=|VB2-VB1|=15,69 B; А_с=|VB2+VB1|=44,97 и, следовательно, М=0,349, т.е. практически равно расчетному.

Рис. 2. Осциллограммы амплитудно-модулированного и модулирующего сигналов.

3. Для проверки параметра Е_m необходимо исключить воздействие модулирующего сигнала - вместо 1В установите 1 мкВ. При этом на осциллограмме амплитуда несущей Е_m=VB1=VB2=22,58 В, что практически совпадает с расчетным значением.

4.Изменяя напряжение источника Y'(t), установите индекс модуляции М=0,7 и проверьте его по изложенной методике.

5. Откройте файл lab92.ewb со схемой амплитудного детектора (рис.3). Проведите моделирование схемы.

Рис. 3

6. Для моделирования прохождения АМ-сигнала через нелинейную систему откройте схему lab93.ewb. На экране осциллографа посмотрите форму сигнала на выходе детектора после фильтра нижних частот.

Лабораторная работа № 10 Линейные цепи с распределенными параметрами.

Цель работы: изучение свойств линий передач электромагнитных волн.

В радиоэлектронике широко применяются цепи с распределенными параметрами. Такие цепи, выполненные в виде двухпроводных линий, называют длинными линиями, если длина линий во много раз превышает длину волны питающего тока, а расстояние между проводами значительно меньше длины волны.

Отражение волн на концах линии

Пусть однородная линия с волновым сопротивлением Z₀ нагружена на сопротивление Z_н(рис.1). Как и в любом сечении линии, напряжение на нагрузке равно сумме напряжений падающей и отраженной волн: и₁ + и₂ = и_н

Рис. 1

То же имеем для тока: i₁ + i₂ = i_н.

Эти уравнения можно записать в комплексном виде: U₁ + U₂ = U_н; I₁ +I₂ = I_н. Так как I₁ = U₁/Z₀; I₂ = –U₂/Z₀; I_н = U_н/Z_н, то U₁ + U₂ = I_нZ_н; U₁ – U₂ = I_нZ₀, откуда U₁ = (1/2)I_н(Z_н + Z₀);

U₂ = (1/2)I_н(Z_н – Z₀).

Коэффициентом отражения по напряжению называют отношение напряжения отраженной волны к напряжению падающей волны:

К_отр = U₂/U₁ = (Z_н – Z₀)/(Z_н + Z₀) (1)

В общем случае коэффициент отражения является комплексной величиной. При сопротивлении нагрузки, равном волновому сопротивлению (т. е. При Z_н = Z₀), коэффициент отражения равен нулю. Следовательно, если к отрезку линии подключено сопротивление, равное волновому сопротивлению линии, то он ведет себя как бесконечная длинная линия.

Реактивная нагрузка. Пусть Z_н = jx_н. В данном случае коэффициент отражения

К_отр = –(Z₀ – jx_н)/(Z₀ + jx_н).

Модуль коэффициента отражения К_отр = 1

Следовательно, при чисто реактивной нагрузке любой величины падающая волна полностью отражается.

Линия, разомкнутая на конце. В этом случае Z_н =  и коэффициент отражения

Следовательно, от разомкнутого конца линии волна напряжения полностью отражается с тем же знаком, а волна тока полностью отражается с противоположным знаком. Напряжение на конце линии удваивается, а ток на конце линии равен нулю.

Линия, замкнутая на конце. В этом случае Z₀ = 0 и коэффициент отражения К_отр = –Z₀/Z₀ = –1.

Следовательно, от замкнутого конца линии волна напряжения полностью отражается с противоположным знаком. В результате напряжение на конце линии равно нулю, а ток удваивается.

Полное отражение волн от разомкнутого или замкнутого конца длинной линии создает в ней так называемую стоячую волну. Стоячая волна возникает в линии с малыми потерями в результате сложения падающей и отраженной волн, имеющих почти одинаковую амплитуду. В результате в некоторых точках вдоль линии амплитуда напряжения

почти удваивается, а в других точках почти равна нулю. Эти неподвижные точки, называемые пучностями и узлами напряжения, вместе с неподвижным распределением амплитуды напряжения между ними и создают картину стоячей волны.

Расстояние между соседними пучностями напряжения, как и расстояние между соседними узлами, равно половине длины волны. Расстояние от пучности до соседнего узла равно четверти волны.

Аналогичная картина стоячей волны наблюдается и для тока вдоль линии. Естественно, что пучность напряжения совпадает с узлом тока, а узел напряжения — с пучностью тока.

Коэффициент стоячей волны (КСВ). Коэффициент стоячей волны

(2)