Задание 3. Исследуйте процессы преобразования частоты модулированных сигналов в двухканальном параметрическом преобразователе

Исследуйте процессы преобразования частоты модулированных сигналов в двухканальном параметрическом преобразователе. Для этого на входе s1(t) передатчика установите ФМ сигнал с несущей частотой f = 25 кГц, модулированный последовательностью импульсов косинусоидальной формы (размах А = 1 В, частота следования F = 1 кГц, угол отсечки 120°) (пункты меню «Сигналы» / «s1(t)»), и выведите его по 1-му каналу наблюдения. На входе s2(t) установите сопряженный по Гильберту сигнал H[s1(t)] (пункты меню «Сигналы» / «s2(t) = H[s1(t)]») и выведите его по 2-му каналу наблюдения.

Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в следующей последовательности (по каналам):

1) входной ФМ сигнал s1(t) (т. 1 – выведен),

2) ФМ сигнал s2(t) = H[s1(t)] (т. 2 – выведен),

3) на выходе перемножителя сигналов (т. 5),

4) на выходе сумматора (т. 7).

Сделайте выводы по результатам наблюдений.

Комментарии и выводы

Преобразователь частоты выполнен по двухканальной параметрической схеме. Каналы содержат перемножители сигналов, на входы которых поступают колебания гетеродина cos2п f _г t и АМ сигналы

A (t)cos2п f _c t с фазовыми сдвигами 90° между каналами (в квадратуре). Выходные сигналы каналов содержат составляющие комбинационных частот (f _c + f _г и f _c – f _г), которые складываются в сумматоре. Амплитудные спектры этих сигналов совпадают, а фазовые спектры суммарных частот (или разностных частот зависимости от сочетания знаков фазовых сдвигов 90° в фазовращателях) отличатся на 180°. В результате при их сложении в сумматоре составляющие с разностной частотой удваиваются, а с суммарной частотой компенсируются. Алгоритм работы преобразователя частоты имеет вид

при совпадающих знаках фазовых сдвигов в фазовращателях на 90°

или

при противоположных знаках фазовых сдвигов в фазовращателях на 90°.

Таким образом, преобразователь частоты осуществляет сдвиг спектра модулированного сигнала по оси частот на f _г с сохранением вида модуляции.

В данном задании знаки фазовых сдвигов в фазовращателях на 90° должны совпадать («–» и «–») и тогда реализуется алгоритм (1). Входной ФМ сигнал с несущей частотой 25 кГц переносится на промежуточную частоту 25 – 20 = 5 кГц с сохранением вида и глубины модуляции.