ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
Волго-Вятский филиал
Кафедра общепрофессиональных дисциплин
Дисциплина: «Общая теория связи»
Лабораторная работа № 2
«Преобразование формы и спектра сигналов безинерционным нелинейным элементом»
Выполнил:
Студент 2 курса
Принял доцент каф. КТН:
Нижний Новгород
2014
Цель: Изучение формы и спектра сигналов на выходе резистивной цепи, содержащей нелинейный безинерционный элемент при моно - и бигармоническом воздействии.
Схема исследования:
 |
Сток-затворная характеристика
исследованной нелинейной цепи.
Таблица №1
ЕСМ | В | 0 | -0,5 | -1 | -1,5 | -2 | -2,5 | u0=-3 |
iС | мА | 60 | 45 | 30 | 24 | 10 | 1 | 0 |
iС
uЗИ
-3<ЕСМ<0
МОНОГАРМОНИЧСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ.
1. Преобразование на квадратичном участке ВАХ.
Положение рабочей точки выбираем на середине квадратичного участка ВАХ, т. е. ЕСМ1 = u0/2, где u0– напряжение отсечки. Устанавливаем полученное значение ЕСМ1 потенциометром ЕСМ.
Амплитуду входного сигнала Um1устанавливаем такой, чтобы сигнал занимал весь квадратичный участок ВАХ (от нуля до отсечки), т. е. Um1=|ЕСМ1|
Ввиду того, что измерительные приборы имеют градуировку в действующих (U), а не амплитудных (Um) значениях, устанавливаем на входе макета (гнезда Вх 1, Вх 2 или Вх 3) такое напряжение от источника «1кГц» (левое верхнее гнездо стенда), чтобы подключенный ко входу вольтметр показывал 
͞U1= Um1 /Ö2.
Анализируем спектр сигнала и заносим все данные в таблицу №2.
Спектр выходного сигнала:
Таблица №2
| |||||
Частота | f1 | 2 f1 | 3 f1 | 4 f1 | 5 f1 |
Амплитуда | 100 mB | 13 mB | 1,6mB | 0,4 mB | 1mB |
ЕСМ1= -1,5В;f1 =2кГц;Um1=1,5В;U1=Um1 /Ö2 =1,06В
2. Преобразование на кусочно-параболическом участке ВАХ.
Устанавливаем ЕСМ2 = u0=-3 В. Устанавливаем амплитуду входного сигнала Um2=|u0|=3 В. Анализируем спектр сигнала и заполняем таблицу №3, аналогичную таблице №2.
Спектр выходного сигнала:
Таблица №3
ЕСМ2 = -3В;f1 =3кГц;Um2=3 В | |||||
Частота | f1 | 2 f1 | 3 f1 | 4 f1 | 5 f1 |
Амплитуда | 110 mB | 10 mB | 2mB | 1 mB | 1mB |
 |
БИГАРМОНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
В качестве второго гармонического сигнала с частотой f2=1,2кГц используем диапазонный звуковой генератор в блоке ИСТОЧНИКИ. На один из входов сумматора подаем прежний сигнал f1=1кГц, на любой другой - f2=1,2кГц.
1. Преобразование на квадратичном участке ВАХ
Устанавливаем смещение ЕСМ=ЕСМ1=u0/2 (рабочая точка на середине квадратичного участка ВАХ). Устанавливаем одинаковые амплитуды сигналов от разных источников на обоих входах сумматора U1m=U2m=½u0/4½=0,75, при этом суммарный сигнал ("биения") не выйдет за пределы квадратичного участка. Повторяем п.1 для новых параметров сигналов, заполнив таблицу №4.
Спектр выходного сигнала:
Таблица №4
ЕСМ= -1,5В;f1 =1кГц; f2 =1,5кГц; Um1=Um2=0,75В | |||||
Частота | 1 кГц | 1,5 кГц | 0,4кГц | 1,8кГц | 2,7кГц |
Амплитуда | 50 mB | 110 mB | 10mB | 10 mB | 10mB |
2. Преобразование на кусочно-параболическом участке ВАХ
Устанавливаем ЕСМ=ЕСМ2=u0=-3. Устанавливаем амплитуды сигналов U1m=U2m=½ u0/2½=1,5. Повторяем п. 1 для новых параметров сигналов и заполняем таблицу №5.
Спектр выходного сигнала:
Таблица №5
ЕСМ = -3В;f1 =1кГц;Um1=Um2=1,5 В | |||||
Частота | 0,1 кГц | 1,2 кГц | 1,3кГц | 2,4кГц | 4,7кГц |
Амплитуда | 37 mB | 55 mB | 66mB | 40 mB | 1,8mB |
Вывод:Нелинейная цепь обладает характеристикой, устанавливающей связь между параметрами входного и выходного полезного сигнала. Мы рассмотрели воздействия на нелинейную систему сигнала состоящего как из одной, так и двух гармонических составляющих. При функциональном преобразовании входного сигнала, кроме полезного сигнала, на выходе появляются вредные составляющие.
