- •Оглавление
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений
- •Введение
- •1. Правила техники безопасностипри выполнении лабораторных работ
- •2. Описание лабораторных стендов
- •2.1. Лабораторный стенд «Генератор с внешним возбуждением»
- •2.2. Лабораторный стенд «Амплитудная модуляция»
- •2.3. Лабораторный стенд «Автогенератор гармонических колебаний»
- •2.4. Лабораторный стенд «Пассивный цифровой синтезатор частоты»
- •В цифровом пассивном ссч с потоками многоуровневых импульсов, функциональная схема которого представлена на рис. 7, реализован классический метод прямого цифрового синтеза сигналов.
- •2.5. Лабораторный стенд «Цифровой синтезатор частоты с фап»
- •3. Теоретические сведения и методические указания к выполнению лабораторных работ
- •3.1. Исследование транзисторного генераторас внешним возбуждением с простой схемой выхода(Лабораторная работа №1)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв1 в зависимости от положения ключа s1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Исследование транзисторного Генераторас внешним возбуждениемсо сложной схемой выхода(Лабораторная работа №2)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв2 в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Исследование базовой амплитудной модуляции(Лабораторная работа №3)
- •Основные теоретические сведения Амплитудная модуляция
- •Базовая амплитудная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Исследование коллекторнойамплитудной модуляции(Лабораторная работа №4)
- •Основные теоретические сведения
- •Коллекторная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Исследование одноконтурного автогенератора(Лабораторная работа №5)
- •Основные теоретические сведения Введение в автогенераторы
- •Условия равновесия автогенератора и стационарные состояния
- •Устойчивость баланса амплитуд и режимы самовозбуждения
- •Баланс фаз в автогенераторе и его устойчивость
- •Анализ стационарного режима автогенератора при фиксированном и автоматическом смещении
- •Типовые схемы автогенераторов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения параметров цепи автоматического смещенияв зависимости от положения переключателей
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Исследование автогенератораС кварцевой стабилизацией частоты (Лабораторная работа №6)
- •Основные теоретические сведения
- •Стабильность частот автогенераторов
- •Кварцевые резонаторы
- •Автогенераторы с кварцевыми резонаторами
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Исследование прямого метода формирования сигналов с частотной модуляцией (Лабораторная работа №7)
- •Основные теоретические сведения
- •Угловая модуляция
- •Частотная модуляция в автогенераторе на варикапе
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.8. Исследование нестабильности частоты автогенераторов (Лабораторная работа №8)
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Исследование пассивного цифрового синтезатора сетки частот с потоками двухуровневых импульсов (Лабораторная работа №9)
- •Основные теоретические сведения Общий анализ методов синтеза частот
- •Двухуровневый цифровой сч
- •Пассивный цифровой сч с потоками двухуровневых импульсов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.10. Исследование пассивного цифровогоСинтезатора сетки частотС потоками многоуровневых импульсов (Лабораторная работа №10)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.11. Исследование цифрового Синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №11)
- •Основные теоретические сведения
- •Общие характеристики активных методов синтеза частот
- •Структура и принцип действия синтезатора частоты с фап
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.12. Исследование частотной модуляциив цифровОм Синтезаторе частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №12)
- •Основные теоретические сведения
- •Способы формирования информационного сигнала в синтезаторах
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
Содержание отчета
Наименование и цель лабораторной работы.
Структурная или функциональная схема исследуемого синтезатора частоты.
Осциллограммы и спектры сигналов в контрольных точках.
Таблицы и графики результатов измерений.
Выводы по результатам работы.
Контрольные вопросы
В чем заключается прямой цифровой синтез сигналов?
Каков механизм прямого цифрового синтеза гармонических сигналов?
Каковы основные принципы работы синтезатора с потоками многоуровневых импульсов?
В чем состоит смысл теоремы Котельникова? Каким образом она связана с прямым цифровым синтезом сигналов?
Каковы критерии выбора числа уровней квантования фазы при синтезе частот на основе потока многоуровневых импульсов?
Каковы критерии выбора числа уровней квантования амплитуды при прямом цифровом синтезе частот?
Как число уровней квантования фазы и амплитуды влияет на уровень побочных составляющих выходного сигнала в синтезаторе с потоками многоуровневых импульсов?
Какие условия определяют требуемую емкость ПЗУ в вычислителе амплитуды?
Что представляет собой спектр сигнала на выходе ЦАП?
Почему в цифровых ССЧ с потоками многоуровневых импульсов не требуется применение перестраиваемых полосовых фильтров и достаточно лишь фильтра нижних частот?
Какие требования предъявляются к характеристикам ФНЧ?
Сформулировать условие определения кода синтезируемой частоты в зависимости от емкости ПЗУ, тактовой частоты опорного кварцевого генератора и требуемой частоты на выходе ССЧ.
Предложить варианты реализации накопителя фазы и преобразователя «фаза-амплитуда» в виде функциональных схем.
Каким образом в цифровом ССЧ с потоками многоуровневых импульсов можно осуществить: а) непрерывную частотную модуляцию; б) непрерывную фазовую модуляцию; в) дискретную частотную модуляцию; г) дискретную фазовую модуляцию; д) амплитудную модуляцию? Предложить варианты реализации в виде соответствующих функциональных схем. Рекомендуется учесть взаимосвязь ЧМ и ФМ, описанную в лабораторной работе №7 «Исследования прямого метода формирования сигналов с частотной модуляцией» (с. 78-79).
Чему равен шаг сетки частот при прямом цифровом синтезе?
Каковы границы диапазона выходных частот в цифровом ССЧ с потоками многоуровневых импульсов?
3.11. Исследование цифрового Синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №11)
Цель работы: изучить структуру и принцип работы цифрового синтезатора частот с ФАП; исследовать влияние параметров элементов СЧ на его характеристики; измерить нестабильности частоты свободного ГУН и генератора с кольцом ФАП.
Основные теоретические сведения
Рекомендуется предварительно ознакомиться с основными теоретическими сведениями к лабораторной работе №9 «Исследование пассивного цифрового синтезатора сетки частот с потоками двухуровневых импульсов» (с. 87-89).
Общие характеристики активных методов синтеза частот
Основным преимуществом активных ССЧ является низкий уровень побочных спектральных составляющих, достигающий уровня -100...-120 дБ в полосе 3 кГц при малых отстройках от рабочей частоты и еще более уменьшающийся с увеличением отстройки. К недостаткам систем активного синтеза, по сравнению с пассивными, относятся большее время перестройки с одной рабочей частоты на другую и возможность (особенно при использовании ФАП) генерации сигналов, частота которых не соответствует установленному значению. Это возможно, например, при разрыве кольца ФАП или при входе СЧ в так называемый квазисинхронный режим [4, с. 252]. Кроме того, уменьшение шага сетки частот в системах активного синтеза, как правило, требует существенного усложнения схемы и ведет к увеличению инерционности системы. Переход к цифровой элементной базе позволяет улучшить массогабаритные характеристики ССЧ, повысить надежность и технологичность, но снижает максимальное значение рабочей частоты.
Ни один из рассмотренных методов формирования дискретной сетки частот не обладает абсолютными преимуществами перед остальными. Поэтому выбор того или иного метода зависит от требований, предъявляемых к конкретному устройству. Как правило, наиболее совершенные технические решения удается получить при одновременном использовании нескольких методов синтеза с оптимальным сочетанием цифровой и аналоговой элементных баз. При построении активных ССЧ широко используются методы, основанные на применении ФАП. С помощью устройств ФАП можно осуществить алгебраическое суммирование частот ряда колебаний, деление и умножение частоты.