Радиоприемные устройства (стр. 14 )

2. Включить ФНЧ1.

3. Установить порог Uп = U0 = 0.

4. Для трех значений коэффициента усиления ku АРУ К1, К2, К3, изменяя с помощью потенциометра «уровень» действующее значение входного сигнала Uc в диапазоне 3–300 мВ, измерить уровень выходного Uвых напряжения УПЧ.

5. Результаты измерений занести в таблицу.

Задание 3. Измерение амплитудной характеристики АРУ с задержкой при различных коэффициентах усиления в петле обратной связи

Цель: получить зависимость действующего значения амплитуды выходного напряжения УПЧ от действующего значения амплитуды входного сигнала без модуляции.

Порядок выполнения

1. Отключить модуляцию (генератор «G » выключен).

2. Включить ФНЧ1.

3. Установить величину порогового напряжения Uп = U1.

4. Провести измерения в соответствии с методикой пункта 4 задания 2 для трех значений ku АРУ = К1, К2, К3.

5. Установить величину порогового напряжения Uп = U2.

6. Провести измерения в соответствии с методикой пункта 4 задания 2 для трех значений ku АРУ = К1, К2, К3.

Задание 4. Исследование переходной характеристики простой АРУ для фильтров низкой частоты различных порядков

Порядок выполнения

1. Отключить модуляцию (генератор «G » выключен).

2. С помощью потенциометра «уровень ГВЧ» установить величину действующего значения входного сигнала, равную 50 мВ.

3. Включить модуляцию (генератор «G » включен).

4. Установить порог Uп = U0 = 0.

5. Для ФНЧ1 при трех значениях коэффициента усиления ku АРУ К1, К2 и К3 зарисовать осциллограммы регулирующего напряжения Up.

Для ФНЧ2 при трех значений коэффициента усиления ku АРУ К1, К2 и К3 зарисовать осциллограммы регулирующего напряжения Up.

4.4. Содержание отчета по лабораторной работе

Отчет о лабораторной работе должен содержать:

1. Наименование и цель работы.

2. Структурную схему исследуемой системы АРУ.

3. Таблицы с результатами измерений амплитудных характеристик АРУ и графики Uвых= f (Uвх):

-при отключенной петле обратной связи (задание 1);

-для простой АРУ при различных коэффициентах усиления ku АРУ (задание 2);

-для АРУ с задержкой при различных коэффициентах усиления

ku АРУ и различных значениях порога (задание 4).

4. Результаты расчетов коэффициентов регулирования γ для простой АРУ при различных коэффициентах усиления ku АРУ.

5. Осциллограммы переходных процессов в петле обратной связи при различных порядках ФНЧ и коэффициентах усиления kuАРУ.

6. Анализ полученных результатов:

6.1. Объяснение различий в поведении амплитудных характеристик простой АРУ и АРУ с задержкой.

6.2. Объяснение зависимости амплитудных характеристик от коэффициента усиления в петле обратной связи. Сравнить максимальные и минимальные значения Uвых для различных kuАРУ.

6.3. Объяснение характера переходных процессов в петле обратной связи системы АРУ.

7. Выводы.

Анализ полученных результатов моделирования процесса АРУ УПЧ (сравнение с данными экспериментального исследования аналогичных АРУ, сравнение полученных характеристик между собой с формулированием вывода о достоинствах и недостатках каждой схемы АРУ, зависимость от параметров усиления и ФНЧ, применяемых в петле регулирования и т. д.).

4.5. Контрольные вопросы и задания

1. Какие функции выполняют системы АРУ и по каким признакам они классифицируются?

2. Какие основные параметры систем АРУ?

3. Каковы принципы работы и схемы систем АРУ?

4. Каковы способы изменения коэффициента передачи управляемых каскадов и в чем их достоинства и недостатки?

5. Как определяется время установления переходных процессов в системе АРУ? Из каких соображений выбирается постоянная времени фильтра в цепи регулирования?

6. Какие искажения сигналов обусловлены работой системы АРУ и что следует предпринять для их уменьшения?

7. Что происходит при совместном действии сигнала и шума на систему АРУ?

Лабораторная работа № 5

ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР

Цель работы: изучить принципы построения, схемы и исследовать основные параметры частотных детекторов.

5.1. Краткие теоретические сведения

Детектором называется устройство для детектирования сигнала. Условное графическое обозначение детектора имеет вид:

Рис. 5.1. Условные графические обозначения детекторов

Частотным детектором называют устройство, в котором осуществляется преобразование входного частотно-модулирован-ного (ЧМ) радиосигнала в выходное напряжение (или ток), меняющиеся по закону модуляции.

Характеристиками детектора являются: детекторная характеристика, крутизна детекторной характеристики, коэффициент передачи, частотная характеристика, уровень нелинейных искажений (коэффициент гармоник), коэффициент подавления паразитной амплитудной модуляции.

Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей напряжения на выходе детектора от изменения информационного параметра несущего колебания, подводимого к нему. При ЧМ информационным параметром является частота (отклонения мгновенной частоты сигнала от средней частоты).

Уровень нелинейных искажений, имеющих место при детектировании, определяется видом детекторной характеристики, и он тем меньше, чем меньше степень нелинейности этой характеристики. По виду детекторной характеристики можно определить допустимый диапазон изменения мгновенной частоты, при которой нелинейные искажения не будут превышать определенного предела

Рис. 5.2. Детекторная характеристика

. Идеальная характеристика является линейной, проходящей через начало координат под углом к оси абсцисс (рис. 5.2). Реальная характеристика имеет отклонения, которые приводят к нелинейным искажениям выходного сигнала.

Крутизна детекторной характеристики определяется для линейного участка этой характеристики как производная:

. (5.1)

Коэффициент передачи детектора определяется при гармонической модуляции c частотой отношением

, (5.2)

где - амплитуда низкочастотного сигнала на выходе частотного детектора.

Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды выходного напряжения детектора от частоты модулирующего гармонического сигнала при условии постоянства амплитуды модулирующего сигнала. Идеальная характеристика имеет линейный характер и постоянна для на всех частотах (рис. 5.3).

По частотной характеристике можно определить полосу пропускания детектора. Отклонение реальной характеристики от идеальной приводит к частотным искажениям модулирующего сигнала.

Рис. 5.3. Частотная характеристика детектора

Параметры частотного детектора зависят также от паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) ЧМ сигнала. Для уменьшения зависимости результата частотного детектирования от ПАМ, вызванной, например, прохождением его через избирательные цепи с неравномерной АЧХ в полосе прозрачности, перед детектором обычно включают амплитудный ограничитель, либо сам детектор строят таким образом, чтобы в нем самом осуществлялось это ограничение.

Коэффициент подавления паразитной амплитудной модуляции характеризует степень подавления паразитной амплитудной модуляции.

, (5.3)

где - постоянная составляющая на выходе детектора при отклонении частоты ЧМ колебания от среднего значения на величину ,

- выходное напряжение, вызванное паразитной АМ с глубиной модуляции m.

Для частотного детектирования ЧМ колебание преобразуется в колебание, модулированное на амплитуде, фазе или в импульсно-модулированное колебание, с последующим применением амплитудного, фазового или пикового детекторов. Частотные детекторы первого типа можно условно назвать частотно-амплитудными, второго - частотно-фазовыми, а третьего - частотно-импульсными.

5.1.1. Частотные детекторы частотно-амплитудного типа

Преобразование частотной модуляции в амплитудную может быть выполнено с помощью любой линейной электрической цепи, обладающей комплексной, зависящей от частоты, передаточной функцией . Требуемая зависимость имеется у интегрирующей цепи, дифференцирующей цепи, резонансной избирательной цепи и т. д. Вызывая изменение амплитуды, зависящее от частоты, линейная цепь с коэффициентом передачи и линейной фазочастотной характеристикой не изменяет частоты колебания , поэтому на выходе ее получается колебание, изменяющееся одновременно по частоте и по амплитуде. Это обстоятельство не препятствует осуществлению амплитудного детектирования, так как для относительно узкополосных сигналов колебание на выходе амплитудного детектора определяется только амплитудной модуляцией и практически не зависит от изменения частоты колебания.