Амплитудная модуляция

Цель работы: исследование физических процессов при амплитудной модуляции смещением.

Выполнение работы:

1. Собрали схему установки. Подключили генератор гармонических частот к гнезду ГВЧ1, генератор звуковых частот – к гнезду Г3 и осциллограф – к гнезду АМ. Включили источник питания. Подали сигнал на ГВЧ1 и определили U_{m вых} на выходе АМ в режиме класса А (до наступления режима ограничения, регулируя R14) на частоте резонанса. Записали полученное значение. Смещением R14 уменьшили усиление (величину U_{m вых}) до минимума (примерно в 10 раз).

U_{m вых} = 2,5 В

U_{m вых} =1 В

f_p =115 кГц

 

2. Сняли колебательную характеристику U_вых = f(U_вх) вплоть до режима ограничения (при этом f = f_p). Данные занесли в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты произведенных измерений.

Uвх, В		0,05	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75		1,5
Uвых, В					0,002	0,006	0,008	0,19	0,025	0,08	0,26

 

По полученным данным построим график зависимости U_вых = f(U_вх).

 

 

Рисунок 1 – График зависимости U_вых = f(U_вх).

 

3. Сняли АЧХ амплитудного модулятора при U_вых = 0,3U_{m вых}. Определили частоты среза и полосу пропускания. Данные занесли в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты производимых измерений.

f, кГц
Uвых, В	0,3	0,15	0,16	0,2	0,2	0,3	0,45	0,45	0,2	0,1	0,05	0,01	0,009	0,008

По полученным данным построили АЧХ.

Рисунок 2- График зависимости U_вых= f(f).

4. Увеличили сигнал на выходе до 0,9U_{m вых} подали сигнал звуковой частоты на гнездо Г3 (частота в пределах полосы пропускания и на границах полосы пропускания) и сняли зависимость глубины модуляции от величины модулирующего сигнала: M(U_Ω) – динамическая модуляционная характеристика. Расчёт M произвели осциллографически, используя . Данные занесли в таблицу 3.

Таблица 3. Результаты производимых измерений.

UΩ. В		0,8	0,6	0,4	0,2	0,1
X		0,064	0,06	0,05	0,04	0,03
Y		0,02	0,022	0,025	0,027	0,029
M(UΩ)		0,524	0,46	0,33	0,194	0,017

 

По полученным данным строим графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

 

Рисунок 3. Графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

5. Повторили п.4 для случая, когда частота модулирующего сигнала приходится на границу полосы пропускания.

 

UΩ. В		0,8	0,6	0,4	0,2	0,1
X		0,4	0,36	0,34	0,25	0,24
Y		0,07	0,08	0,1	0,2	0,23
M(UΩ)		0,7	0,63	0,545	0,11	0,021

По полученным данным строим графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

 

Рисунок 4. Графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

 

 

6. Сняли частотную модуляционную характеристику M(U_Ω), установили начальный уровень M₀ = 0.8 и изменяли модулирующую частоту. Данные занесли в таблицу 4.

Таблица 4. Результаты производимых измерений.

Ω, кГц
X	0,58	0,55	0,53	0,5	0,48	0,46	0,45	0,45	0,42	0,4
Y	0,12	0,15	0,16	0,18	0,2	0,22	0,24	0,24	0,26	0,28
M(UΩ)	0,65	0,57	0,53	0,47	0,41	0,35	0,3	0,3	0,2	0,17

 

По полученным данным построили график зависимости M(U_Ω)=f(Ω).

 

 

Рисунок 5. График зависимости M(U_Ω)=f(Ω).

 

7. Установили глубину модуляции M = 0,5 и сняли прохождение АМС через дополнительный каскад усилителя на VT5 в классе А. Осциллограф подключили к гнезду У(УЧ). Сняли зависимость M(U_Ω). Данные занесли в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты производимых измерений.

 

Ω, кГц
X	0,45	0,44	0,4	0,38	0,37	0,36	0,35	0,34	0,33	0,32
Y	0,16	0,18	0,2	0,22	0,24	0,26	0,27	0,28	0,29	0,3
M(UΩ)	0,47	0,41	0,333	0,267	0,213	0,161	0,129	0,09	0,06	0,032

 

 

По полученным данным построили график зависимости M(U_Ω)=f(Ω).

 

Рисунок 6. График зависимости M(U_Ω)=f(Ω).

8. При установках п. 7 изменили смещение транзистора VT5: потенциометром R21 перевели его в класс С и добились увеличения глубины модуляции. Сняли динамическую модуляционную характеристику тракта M(U_Ω).Данные занесли в таблицу 6.

Таблица 6. Результаты производимых измерений.

UΩ. В	0,8	0,6	0,4	0,2	0,1
X	0,35	0,25	0,15	0,1	0,072
Y	0,02	0,022	0,024	0,028	0,044
M(UΩ)	0,892	0,838	0,724	0,563	0,241

По полученным данным строим графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

Рисунок 7. Графики зависимости M(U_Ω) = f(U_Ω).

 

Рисунок 8. Выходной радио импульс

Вывод: в ходе проделанной лабораторной работы исследовали процессы модуляции высокочастотных колебаний колебаниями звуковой частоты. Исследовали амплитудный модулятор и его основные характеристики, определили его резонансную частоту, которая оказалась равной 115 кГц. Исходя из полученных в ходе работы зависимостей, можно сделать вывод, что глубина модуляции сигнала зависит от его частоты, а так же от частоты модуляционного сигнала; из полученных в пункте 4 зависимостей заметно, что, если частота модуляционного сигнала находится в пределах полосы пропускания, то глубина модуляции увеличивается с ростом частоты модулированного сигнала, и наоборот, если частота несущего сигнала находится на границе полосы пропускания каскада, то глубина модуляции снижается с ростом частоты сигнала.