Задание 4. Исследуйте влияние добротности Q нагрузочного LC контура на глубину модуляции выходного напряжения амплитудного модулятора Для этого

Исследуйте влияние добротности Q нагрузочного LC контура на глубину модуляции выходного напряжения амплитудного модулятора Для этого, используя оптимальный режим работы модулятора при значении несущей частоты f = 20 кГц (из задания 3), наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы выходного напряжения для следующих случаев:

1) нагрузка – идеальный ПФ с шириной полосы df = 3 кГц;

2) нагрузка – LC контур с Q = 10;

3) нагрузка – LC контур с Q = 20;

4) нагрузка – LC контур с Q = 40.

Сделайте выводы по результатам наблюдений.

Комментарии и выводы

Нагрузка (двухполюсник) в цепи выходного тока НЭ в схеме амплитудного модулятора выполняет две функции:

1) преобразование выходного тока НЭ в выходное напряжение модулятора,

2) фильтрацию (выделение) полезных составляющих в спектре выходного тока и подавление всех побочных продуктов нелинейного преобразования.

Идеальным фильтром амплитудного модулятора является полосовой фильтр (ПФ) с прямоугольной формой его АЧХ. При использовании в качестве ПФ простого колебательного контура наблюдается снижение коэффициента модуляции выходного напряжения по отношению к выходному току, что объясняется разной величиной модуля сопротивления нагрузки на частотах несущего и боковых колебаний. Чем выше добротность колебательного контура Q, тем эта разница больше и в большей степени уменьшается коэффициент модуляции выходного напряжения. В частности, при ширине полосы пропускания колебательного контура 2Δ F * = f _О / Q (на уровне 0,707), совпадающей с шириной спектра простого АМ сигнала Δ F _АМ = 2 F _МОД, коэффициент модуляции АМ сигнала по напряжению уменьшается на 29,3% по сравнению с коэффициентом модуляции по току.

Контрольные вопросы

1. В чем сущность амплитудной модуляции? Напишите аналитическое выражение АМ сигнала.

2. Что называют коэффициентом модуляции m? Как его можно определить по осциллограмме и спектрограмме АМ сигнала?

3. Нарисуйте спектр простого АМ сигнала.

4. Каков спектр сложного АМ сигнала?

5. От чего зависит ширина спектра АМ сигнала?

6. Укажите причины низкой энергетической эффективности амплитудной модуляции.

7. Нарисуйте векторную диаграмму простого АМ сигнала.

8. Нарисуйте схему параметрического амплитудного модулятора. Укажите назначение ее элементов.

9. Нарисуйте схему нелинейного амплитудного модулятора. Укажите назначение ее элементов.

10. Укажите подходящую нагрузку нелинейного элемента в нелинейной схеме амплитудного модулятора.

11. Определите теоретический предел количества радиовещательных станций с амплитудной модуляцией, которые можно разместить в диапазоне волн 1–5 м, считая, что максимальная модулирующая частота 10 кГц.

12. Определите добротность колебательного контура приемника, уменьшающего на 29,3% коэффициент модуляции простого АМ сигнала с несущей частотой 300 кГц при модулирующей частоте 6 кГц.

13. Что такое СМХ?

14. Как по СМХ определяют оптимальный режим работы амплитудного модулятора?

15. Нарисуйте векторную диаграмму простого АМ сигнала.

16. Определите коэффициент модуляции по осциллограмме простого АМ сигнала.

17. Определите коэффициент модуляции по спектрограмме простого АМ сигнала.

18. Определите мощности: пиковую, среднюю и боковых колебаний, выделяемую в резисторе с сопротивлением 75 Ом АМ током .