Порядок выполнения работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1.1Получить временные диаграммы сигналов на входе частотного манипулятора.

Получить временные диаграммы частотно-манипулированных (ЧМн) сигналов.

1.2 Исследовать спектр ЧМн сигналов.

ЛИТЕРАТУРА

2.1 Шинаков Ю. C., Колодяжный Ю. М. Теория передачи сигналов электросвязи — М.: Радио и связь, 1989, C. 16…20.

2.2 Панфилов И. П., Дырда В. Е. Теория электрической связи — М.: Радио и связь, 1991, C. 70…72, 128…129.

2.3 Комаров С. К. Теория электрической связи. Конспект лекций. Часть 3 — Минск.:ВКС, 2000, C. 50…52, 58…59.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1 Изучить по [2.1], [2.2] и [2.3] основные теоретические положения, касающиеся частотной модуляции и манипуляции: математическую модель, состав спектра и ширину спектра частотно-модулированного и частотно-манипулированного сигналов.

3.2 Изучить по [2.2] и [2.3] принципы построения ключевого частотного манипулятора (FSK) и частотного модулятора (FM).

3.3 Рассчитать ширину спектра частотно-манипулированного сигнала, если разнос частот в кГц равен номеру записи фамилии студента в учебном журнале, а скорость манипулирующей последовательности равна 64 кбит/с.

Нарисовать спектральную диаграмму частотно-манипулированного сигнала.

3.4 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1 Поясните, что такое частотная модуляция.

4.2 Перечислите параметры частотно-модулированного сигнала.

4.3 Поясните, что такое частотная манипуляция.

4.4 Какие сигналы могут использоваться при манипуляции в качестве управляющих?

4.5 Что такое однократная и многократная частотная манипуляция?

4.6 Поясните состав спектра частотно-манипулированного сигнала. Как рассчитать ширину спектра этого сигнала?

4.7 Как изменяется амплитуда, частота и фаза несущего колебания при частотной манипуляции?

4.8 Перечислите параметры частотно-манипулированного сигнала.

4.9 Поясните различие во временных диаграммах частотно-модулированного и частотно-манипулированного сигналов. В каком из этих сигналов может наблюдаться разрыв фазы?

4.10 Какой физический смысл параметра «индекс частотной модуляции»?

4.11 Где используется частотная манипуляция?

4.12 В чем особенность спектра частотно-модулированного сигнала при индексе ЧМ равном 2,4?

4.13 Приведите условное графическое обозначение частотного модулятора?

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

5.1 Лабораторный макет ЛИКС.

5.2 Осциллограф С1-93 (C1-67).

5.3 Соединительные кабели и провода.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1 Ответить на вопросы программированного допуска.

6.2 Получить инструктаж по технике безопасности.

ВНИМАНИЕ! Аккуратно обращайтесь с приборами, соединительными кабелями и проводами. Соблюдайте правила техники безопасности. Проверяйте наличие заземления устройств.

6.3 Включить лабораторный макет ЛИКС и осциллограф, для этого:

6.3.1 Установить (переключить) сетевой микротумблер в верхнее положение на лабораторном макете ЛИКС и осциллографе.

6.3.2 Проконтролировать включение приборов по свечению индикаторов.

6.4 Подготовить осциллограф к работе, для этого:

6.4.1 Установить два переключателя «Синхронизация» в положения «ВНУТР» и «+».

6.4.2 Установить переключатель входов «Усилитель У» в положение ~.

6.4.3 Установить переключатель Вольт/делен. в положение 1.

6.4.4 Вращать потенциометры «СТАБ» и «Уровень». Получить горизонтальную линию луча на экране.

6.4.5 Вращать потенциометры «Вверх-вниз» и «Влево-вправо», установить горизонтальную линию на середину экрана осциллографа. При пропадании луча повторить п. 6.4.4.

6.4.6 Установить потенциометрами «Яркость» ☼ и «Фокусировка» ◙ тонкую удобную для наблюдения линию (луч). Осциллограф готов для дальнейшей работы.

6.5 Получить временные диаграммы сигналов на входе частотного манипулятора, для этого:

6.5.1 Определить корпусный штекер кабеля осциллографа и вставить его в гнездо «┴» блока 1 «ПИТАНИЕ» макета.

6.5.2 Вставить сигнальный штекер кабеля осциллографа в гнездо «Буква С» на блоке 2 «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» макета.

6.5.3 Наблюдать на экране осциллографа неподвижную временную диаграмму манипулирующего сигнала «Буква С». Устойчивое изображение можно получить

вращением ручек потенциометров «СТАБ» и «Уровень» (см. п. 6.4.4).

6.5.4 Получить на экране осциллографа один или три периода сигнала

«Буква С» вращением переключателя Время/делен. Множитель развертки установить в положение х или х . При нарушении неподвижности или

исчезновении временной диаграммы проделать п. 6.5.3.

6.5.5 Обеспечить удобный для наблюдения масштаб по оси Y, установив размах сигнала «Буква С» 2…3 больших клетки экрана осциллографа, вращая переключатель Вольт/делен. При нарушении синхронизации (неподвижности) или исчезновении временной диаграммы проделать п. 6. 5.3.

6.5.6 Рассчитать длительность кодовой комбинации сигнала «Буква С» и длительность каждой элементарной посылки.

6.5.7 Рассчитать амплитуду импульсов сигнала «Буква С».

6.5.8 Зарисовать полученную временную диаграмму в отчет, восстановив линии резкого возрастания и убывания импульсов. Составить кодовую комбинацию сигнала «Буква С», используя обозначения: для низкого уровня цифру «0», а для высокого — «1». Рассчитать скорость манипуляции по формуле В = 1/τ_u, где τ_u — длительность импульса в секундах.

6.5.9 Проделать п. 6.5.1…6.5.8. для сигнала «Буква Ф».

6.6 Получить временные диаграммы частотно-манипулированных сигналов, для этого:

6.6.1 Собрать схему исследований (рис. 5.1).

Рис. 5.1 Схема исследования частотно-манипулированных сигналов

6.6.2 Установить на блоке 4 переключатель «МОДУЛЯТОР, ДИСКРЕТИЗАТОР» в положение «ЧМ».

6.6.3 Установить переключатели режимов синхронизации в положения «Внеш. 1:1» и «+» на осциллографе. Соединить проводом вход осциллографа «СИНХР.» с гнездом «ВХ. 1» на блоке 4 макета.

6.6.4 Вставить в оставшиеся свободными гнезда «Вх », «f » и «f » блока 4, штекеры проводов с блока 2 сигналов «Буква С», «f » и «f ».

6.6.5 Наблюдать на экране осциллографа временную диаграмму частотно-манипулированного сигнала в гнезде «Вых» блока 4 макета. При неустойчивом положении диаграммы повторить п. 6.5.3. Зарисовать временную диаграмму частотно-манипулированного сигнала в одном временном масштабе с осциллограммой сигнала «Буква С». Момент коммутации фазы, частоты и амплитуды сигнала

выделить другим цветом.

6.6.6 Рассчитать по временным диаграммам параметры частотно-манипулированного сигнала: значение частоты f₁ и f₂, разнос частот ∆f_р=(f₂-f₁), ширину спектра ∆f_р = 2(В+∆f_m) = 2/τ_u+∆f_р.

6.6.7 Выполнить п. 6.6.4 … 6.6.6. для манипулирующего сигнала «Буква Ф».

6.6.8 Выполнить п. 6.6.5 при отсутствии манипулирующего сигнала, отсоединив штекер провода от гнезда «Вх » блока 4 лабораторного макета.

6.6.9 Проделать п. 6.6.8 при отсутствии несущей f₁(f₂).

6.7 Исследовать спектр частотно-манипулированного сигнала, для этого:

6.7.1 Подключить «Вых» блока 4 макета к гнезду «ВХОД 0,01-60 кГц» анализатора спектра СК4 – 56 (СК4-53).

6.7.2 Установить переключатель «Развертка» анализатора спектра в положение «Руч.». Ручкой потенциометра «Ручная» установить светящуюся точку на начало шкалы ЭЛТ. Переключатель «кГц/дел.» установить в положение «1», «ПОЛОСА» — в положение «30 Гц».

6.7.3 Установить 00, 000 на цифровом индикаторе анализатора спектра, вращая потенциометры частоты кГц «Грубо», «Точно».

6.7.4 Нажать переключатель память «Период.» режима работы ЭЛТ.

6.7.5 Установить переключатель «РАЗВЁРТКА» в положение «АВТ». Наблюдать спектр на экране ЭЛТ анализатора спектра.

6.7.6 Перевести переключатель развертки в положение «Руч.» и вращая потенциометр «Ручная» определить точное значение частот спектра. Спектральную диаграмму зарисовать в отчёт.

6.8 Сделать выводы по работе.

6.9 Выключить оборудование, разобрать схему исследований.

6.10 Составить отчет по работе.