Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи" для студентов специальности (стр. 8 из 11)
4. Выводы в соответствии с пунктами 1-11 «Хода выполнения работы».
ЛИТЕРАТУРА.
1. Фельдбаум А.А. и др. Теоретические основы связи и управления. Стр. 166-197.
2. Мошиц Г., Хорн П., Проектирование активных фильтров. Стр. 13-26.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ.
1. В конспекте лекций привести формулы для комплексного коэффициента передачи ФНЧ, ФВЧ, ПФ второго порядка, а так же для интегратора, дифференциатора, пропорционального, инерционного колебательного звеньев в случае, когда
кроме 
.2. Для вышеперечисленных звеньев в конспекте привести качественные графики зависимостей АЧХ и ФЧХ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8
ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИИ ГАРМОНИЧЕСКОГО НЕСУЩЕГО КОЛЕБАНИЯ
Цель работы: Изучить преобразование сигналов при угловой модуляции - демодуляции.
Задачи работы:
1. Изучить основы получения частотно-модулированных сигналов и восстановления исходных сообщений из них.
2. Изучить основы получения и детектирования фазомодулированных сигналов.
3. Дать сравнительную оценку методам угловой модуляции.
ВВЕДЕНИЕ.
Общепринятым представлением модулированного сигнала в технике связи является
,где
- амплитуда, а 
- полная фаза колебания,
- начальная фаза и частота.Если
, а изменяется во времени по закону передаваемого сообщения 
, то имеет место угловая модуляция несущего колебания. Различают два вида угловой модуляции - частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ). Связь этих двух видов модуляции определяется соотношениями 
или 
,из которых следует, что изменения частоты и фазы взаимно определяют друг друга.
При ЧМ мгновенное значение частоты
связано с модулирующим сигналом (сообщением)
линейной связью ( 
- значение 
при 
).Полная фаза ЧМ сигнала будет равна
.С учетом этого выражение для ЧМ сигнала имеет вид
При ФМ мгновенное значение фазы
связано с модулирующим сигналом (сообщением)
линейной связью. Тогда для ФМ сигнала имеем 
При модуляции однотоновым сигналом с частотой
по характеру модулированного колебания нельзя заключить с какой модуляцией мы имеем дело: ЧМ или ФМ. В то же время различие между ЧМ и ФМ проявляется при изменении частоты модуляции или при одновременной модуляции полосой частот.
При ЧМ величина девиации частоты
, т.е. максимальное отклонение 
относительно 
, зависящая только от амплитуды модулирующего сигнала, остается постоянной при изменении частоты модуляции .При ФМ девиация частоты
изменяется прямо пропорционально частоте модуляции 
.Если модуляция осуществляется не одним гармоническим, а сложным сигналом, то структура модулированного колебания будет различной для ЧМ и ФМ.
При ЧМ обычно применяется прямое воздействие на частоту колебаний задающего генератора передатчика. В случае ФМ задающий генератор вырабатывает стабильную частоту, а фаза колебаний модулируется в одном из последующих каскадов передатчика (например, в предварительном усилителе).
В современной технике ЧМ широко используется в средствах низовой мобильной связи, а некоторые разновидности ФМ, например, фазоразностная, получили распространение в системах цифровой связи.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Объектом исследования в данной работе является простейшая истема, содержащая частотный (фазовый) модулятор и демодулятор (см. рис.1). В качестве демодулятора используется квадратурный детектор, применяемый при узкополосной ЧМ и ФМ.
Задачи данной работы реализуются путем анализа модулированных сигналов и получаемых сообщений для задаваемого набора сообщений, подлежащих передаче. При этом оцениваются параметры спектров модулированных сигналов и получаемых сообщений, нелинейные искажения принятых сигналов, осуществляется сравнительная оценка вышеуказанных сигналов и спектров при ЧМ и ФМ.
ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Загрузить исполняющий файл сом_quad.svu. Дополнить модель регистратором передаваемого сообщения. Зарисовать структуру модели, записать параметры модулей, параметры системного времени. Запустить модель на цикл моделирования. Получить графики регистрируемых сигналов, спектры передаваемого модулированного и принятого сигналов.
 |
2. Оценить коэффициент нелинейных искажений для принятого сигнала
где
- мощность 
-ой гармоники сигнала.3. Построить зависимости коэффициента нелинейных искажений от:
- величины сигнала сообщения (рекомендуемый диапазон от 0.5 до 5В),
- частоты несущего колебания (рекомендуемый диапазон -
Гц).Для уменьшения влияния явления утечки на оценку слабых компонент высших гармоник использовать временное окно Ханнинга. Дать анализ изменениям спектра модулированного сигнала, его структуры и уровня частотных компонент при изменении величины передаваемого сигнала.
4. Заменить источник гармонического передаваемого сигнала на источник сигнала с изменяющейся частотой (Freq.Sweap) с параметрами: Amp=1B, Start.Frq=5Hz, Stop.Frq=15 Hz, Period=0.64 s, Phase=0 deg.
Запустить модель и сопоставить передаваемое и принятое сообщения. Объяснить искажения принятого сигнала и предложить меры по уменьшению искажений. Реализовать предложения на модели и оценить их эффективность.
5. Заменить частотный модулятор на фазовый и выполнить п.п. 2, 3, 4.
6. По результатам исследования ЧМ и ФМ сигналов, их спектров и получаемых при этом сообщений дать сравнительную характеристику особенностям рассмотренных видов модуляции.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.
1. Наименование работы, ее цель и задачи.
2. Структурные схемы моделей, их параметры, параметры системного времени.
3. Эскизы графиков сигналов, их спектров, построенные зависимости, необходимые комментарии в соответствии с п.п. 1-6.
4. Выводы в соответствии с пунктами 1-6 «Хода выполнения работы».
ЛИТЕРАТУРА.
1. Фельдбаум А.А. и др. Теоретические основы связи и управления. Стр. 85-97.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ.
1. Выполнить на качественном уровне сравнение спектра АМ колебания со спектрами ФМ и ЧМ сигналов для случая, когда передается сообщение вида
.Проанализировать возможность управления полосой, занимаемой модулированными сигналами в линии связи для каждого вида модуляции.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ БЕЗЫНЕРЦИОННЫМИ НЕЛИНЕЙНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ
Цель работы: Изучить преобразовательные свойства безынерционных нелинейных звеньев.
Задачи работы:
1. Исследовать преобразования регулярных сигналов безынерционными нелинейными звеньями.
2. Исследовать прохождения стационарных случайных процессов через безынерционные нелинейные звенья.