15 октября 2020; Группа 98; РТЦС

15 октября 2020; Группа 98; РТЦС

Лабораторная работа №5

ЗАДАНИЕ:

1. Изучить теоретический материал.
2. Выполнить лабораторную работу.

3. Написать отчет и ответить на контрольные вопросы.

Для этого установите на своих компьютерах программу Electronics Workbench 5. 12
https: //os-helper. ru/soft/electronics-workbench-5-12-rus-skachat. html

Фотографии отчета прислать в личном сообщении ВК: https: //vk. com/id578016066.

На фотографиях вверху должна быть фамилия, дата выдачи задания, группа, дисциплина. Например: " Иванов, 15. 10, группа 98, РТЦС ".

Для максимальной оценки задание прислать до 16. 10 включительно

Лабораторная работа №5

Тема: Изучение частотной модуляции

Цель работы: Изучить частотно-модулированный сигнал при различных\ индексах модуляции.

Теория

Частотная модуляция (ЧМ) – модуляция, при которой несущая частота сигнала изменяется в соответствии с величиной модулирующего колебания.

Рисунок 1 Временное представление ЧМ – сигнала

Если несущий сигнал ,

а модулирующий ,

то частотно-модулированный сигнал

Здесь М – индекс частотной модуляции. Он равен отношению максимального отклонения частоты модулированного сигнала от частоты несущего к частоте модулирующего сигнала.

Спектр частотной модуляции достаточно сложен и для его определения требуется привлечение сложных математических вычислений.

Однако необходимо отметить, что спектр ЧМ сигнала значительно зависит от величины индекса частотной модуляции М, поэтому принято различать ЧМ на узкополосную (М ≤ 1) и широкополосную (М > 1).

Узкополосная ЧМ по спектральным свойствам близка АМ, но не позволяет обеспечить высококачественную передачу сообщений, поэтому она применяется, в основном, для производственной и служебной связи, где небольшие искажения сигнала не играют существенной роли.

Рисунок 2 Пример спектра ЧМ сигнала при индексе модуляции 0, 5

Широкополосная ЧМ позволяет обеспечить высококачественный процесс передачи сообщений, но занимаемая при этом полоса частот очень велика.

Рисунок 3 Пример спектра ЧМ сигнала при индексе модуляции 5

Порядок выполнения:

1. С помощью программы Electronics Workbench собрать схему (рисунок 4) для изучения частотно-модулированного сигнала.

Рисунок 4 Схема соединения приборов

2. Установить на правом генераторе (генераторе частотно-модулированного сигнала):

- Частота несущего сигнала (Carrier frequency) =3кГц.

- Частота модуляции (Modulation frequency) = 300Гц.

- Индекс модуляции (Modulation index) = 5.

- Амплитуда сигнала (Peak amplitude) =1 В.

3. На левом генераторе (генераторе сигнала с гармоническим переменным напряжением)установить:

- амплитуду сигнала (Voltage) = 1 В.

- частоту (Frequency), равную частоте модуляции.

4. Включить собранную схему и зарисовать примерный вид осциллограммы полученного сигнала.

5. Воспользоваться функцией Analysis и Fourier в меню пользователя программы Electronics Workbench и получить спектр исследуемого сигнала в контрольной точке 1 при индексе модуляции равном:

5 и 0. 5 соответственно.

При разложении сигнала в спектр нужно указать фундаментальную частоту равную частоте модулирующего сигнала, а количество гармоник (Number of harmonics) =20.

Для наглядности спектров можно включить размерную сетку.

Начертить амплитудно-частотный спектр модулированного сигнала при этих значениях индекса модуляции (5 и 0. 5 соответственно).

Контрольные вопросы:

1. От чего зависит частота несущей при частотной модуляции?

2. Дайте определение девиации частоты.

3. По какой формуле определяется индекс частотной модуляции?

4. В каких случаях частотную модуляцию принято считать узкополосной, а в каких широкополосной?