Лабораторная работа №1 Исследование генератора с базовой, эмиттерной и коллекторной амплитудной модуляцией

Министерство по развитию информационных технологий и коммуникаций республики Узбекистан
Каршинский филиал Ташкентского университета информационных технологий
Имени Мухаммад аль-Хоразми
ФАКУЛЬТЕТ “КОМПЬЮТЕР ИНЖИНИРИНГ”

По предмету: “Проектирование цифровых устройств”
Группа: KI 15-19(Заочный)

Подготовил(а): Эрназаров Шавкат

Принял(а): Ботиров Хусниддин
Карши-2021

Лабораторная работа №1

Исследование генератора с базовой, эмиттерной и коллекторной амплитудной модуляцией


Цель работы: Изучение принципа работы амплитудно-модулирующего генератора с базовой, эмиттерной и коллекторной амплитудной модуляцией, анализ спектрального состава колебаний до и после фильтрации.
Характеристики транзисторав среде Multisim
BJT Analyzer – прибор в среде multisim, используется для получения входных характеристик транзисторов. Его необходимо подключить к транзистору как показано на рисунке 1.4.1.
На рисунке b − база транзистора, e − эмиттер транзистора, c −коллектор транзистора. В Device Type необходимо выбрать тип устройства, здесь это NPN транзистор.

Рисунок 1.4.1 Входные характеристики транзистора BC547BG на BJT Analyzer

Два гармонических сигнала, подаваемых на транзистор, являются несущим и модулирующим (ВЧ и НЧ). Спектр данного бигармонического сигнала состоит из новых гармоник, полученых за счет нелинейности характеристик транзистора. Необходимо выделить только три составляющих спектра, которые определяют амплитудно-модулированный сигнал: ВЧ, ВЧ −НЧ и ВЧ + НЧ, для этого необходим полосовой фильтр.

Задание 1.4.1. Амплитудный модулятор с базовой модуляцией
Для исследования амплитудного модулятора с базовой модуляцией построить схему, приведенную на рисунке 1.4.2.

Рисунок 1.4.2. Схема амплитудного модулятора c базовой модуляцией

Для моделирования на генераторе XFG1, подающем несущее колебание, настроить частоту 105 кГц и амплитуду 0,4 В, а на генераторе XFG2, определяющем модулирующее колебание, задать частоту равную f=3,5 кГц и амплитуду составляющую 0,15 В. Контур L1C2 настроен на несущую частоту. Транзистор Q2 является простейшим усилителем и подавляет боковые составляющие спектра амплитудно-модулированного сигнала за счет «непрямоугольности» АЧХ контура, который выполняет роль полосового фильтра. Нелинейный режим работы транзистора Q1 с отсечкой коллекторного тока задает напряжение питания с V1, и линейный режим для транзистора Q2 без угла отсечки. Транзисторы Q1 и Q2 работают в разных режимах при одном поданом напряжении питания и одинаковых резистивных делителях, т.к. они разные. Бигармонический сигнал частично «срезается» нелинейным элементом, изменяя его спектральный состав, затем при помощи фильтрации избавляемся от ненужных гармоник.

На рисунке 1.4.3 на канал А поступает сигнал с базы транзистора и на канал Б сигнла с выхода генератора при резистивной нагрузке, т. е. без фильтра.

Рисунок 1.4.3. Осциллограммы бигармонического сигнала до/после отсечки при резистивной нагрузке

При подключенном контуре L1C4, который выступает в роли фильтра, получаем амплитудно-модулированный сигнал без лишних гармоник (рисунок 1.4.4).

Рисунок 1.4.4. Осциллограммы бигармонического сигнала до / после отсечки при колебательной нагрузке
1. Изучить порядок выполнения работы и описание исследуемой схемы. Снять входную и семейство выходных характеристик транзисторов при помощи BJT Analyzer.
В программе моделирование/вид анализа/Фурье построить амплитудный спектр выходного амплитудно-модулированного колебания до фильтрации, и снять АЧХ рассчитанного контура.
2. Снять амплитудно-модуляционные характеристики для 𝑀 = 𝜑(𝑈_Ω), где М рассчитывается по формуле

Таблица 1.4.1. Зависимость АБМ от амплитуды

𝑈Ω, 𝐵
𝑀, %

Построить график зависимости
3. Снять частотно-модуляционные характеристики 𝑀 = 𝜑(Ω).
Таблица 1.4.2. Зависимость АБМ от частоты

Ω, кГц
𝑀, %

Построить график зависимости