Методические указания по выполнению лабораторных работ по предмету «конструктирование и проектирование радиоэлектронных устройств»

Лабораторная работа № 1

Радиопередающие устройства с различными видами модуляции


Цель работы – ознакомление со структурами радиопередающих устройств (РПУ) с амплитудной, частотной и однополосной модуляцией.
Структуры РПУ, выполненные средствами пакета ELECTRONICS WORKBANCH, с амплитудной, частотной и однополосной модуляцией, показаны на рис. 15, 16 и 17 соответственно. РПУ с амплитудной модуляцией (рис. 15) содержит источник модулирующего низко частотного (НЧ) сигнала Vmod, в качестве которого в реальных РПУ могут быть микрофон, магнитофон и т. п., источник несущего высоко частотного (ВЧ) колебания Vcar, усилитель модулирующего НЧ сигнала А1, нелинейный усилитель – модулятор А2 (перемножитель сигналов) и антенну, представленную на схеме эквивалентным сопротивлением Ranten.
РПУ с частотной модуляцией (рис. 16) содержит источник ВЧ–модулированного сигнала Vfm, в качестве которого в реальных РПУ могут быть автогенератор с варикапом, автогенераторный преобразователь с частотным выходом т. п., усилитель модулированного сигнала А1 и антенну Ranten.

Рис. 1.1. Структура РПУ с амплитудной модуляцией

РПУ с однополосной модуляцией (рис. 17) содержит источник модулирующего НЧ сигнала Vmod, в качестве которого в реальных РПУ могут быть микрофон, магнитофон и т. п., источник несущего ВЧ колебания Vcar, усилитель модулирующего НЧ сигнала А1, балансный модулятор А2 (перемножитель сигналов), полосовой фильтр на элементах L1, RL, C1, R1, а также усилитель модулированного ВЧ сигнала А3 и антенну Ranten. В схемах (рис. 15–17) показан также осциллограф, подключенный к антенне РПУ.

Источники модулирующего и несущего сигналов формируют, соответственно, НЧ и ВЧ колебания вида:

^Vmod ^= Umod ^cos Ωmod ^t , Vcar ^= Ucar ^cos^ωcar ^t .

(10)

Модулированные ВЧ сигналы при амплитудной, частотной и однополосной модуляции имеют следующие временные представления:

^Vam ^= Ucar ^(1+ M cos Ωmod ^t) cos^ωcar ^t ^Vfm ^= Ucar ^cos^ωcar ^(1+ M cos Ωmod ^t) t Vssb ^= Ussb ^cos (^ωcar ^+ Ωmod ^t) t ,

(11)

где М – индекс глубины модуляции.
При отсутствии амплитудных искажений (в идеальном случае) при амплитудной и ^{частотной модуляции M = k * U}mod ^{и при однополосной модуляции U}ssb ^{= k * U}mod ^{, где k –} крутизна модуляционной характеристики.
Примеры сигналов с различными видами модуляции представлены на рис. 17–19.