Лабораторная работа № 2. Дискретизация и восстановление аналогового сигнала. Временное разделение уплотненной аим

 

Цель работы: ознакомление с процессом дискретизации и восстановления аналогового сигнала, а также экспериментальное исследование АИМ модуляторов, принципов уплотнения и разделения сигналов.

 

2.1 Вопросы для домашней подготовки

Изучить принцип дискретизации, теорему Котельникова, принцип получения АИМ сигнала, его спектр, принципы временного разделения сигналов и восстановления исходного сигнала на приеме.

 

Описание используемого оборудования

Лабораторная установка состоит из блоков СОМ-6А/1 и СОМ-6А/2. Блок СОМ 6А/1содержит задающий генератор импульсов, частоту и длительность которых можно регулировать в широких пределах; электронные ключи, управляемые импульсными сигналами, а также модулятор задающего генератора, элементы схемы восстановления АИМ сигналов, электронные ключи и фильтры нижних частот. Блок СОМ 6А/2 содержит основные узлы АИМ модулятора, согласующие каскады и электронные ключи. Также используется осциллограф, генератор синусоидального НЧ сигнала и НЧ генератор синусоидального сигнала, частотомер.

 

Порядок выполнения работы

2.3.1 Снять АЧХ для любого фильтра низких частот ФНЧ блока СОМ 6А/1 Для этого подсоединить генератор НЧ синусоидального сигнала ко входу фильтра ФНЧ. Установить по осциллографу амплитуду сигнала на входе фильтра, равной 1В. К выходу ФНЧ подключить вольтметр переменного тока. Изменяя частоту синусоидального сигнала на генераторе в диапазоне от 0 до 10 кГц, снять зависимость напряжения выходного сигнала от частоты и построить АЧХ ФНЧ. Снять не менее 10 точек, особенно на участке спада. Уровень сигнала при измерениях поддерживать постоянным. Для дальнейшей работы использовать этот же ФНЧ.

2.3.2 Собрать схему (смотрите рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Схема устройства дискретизации

Установить частоту дискретизации по осциллографу, равную 4 кГц, при длительности импульсов, равной 25 мкс. Проверить частоту дискретизации с помощью частотомера.

2.3.3 Ко входу усилителя подключить синусоидальный сигнал с размахом 2В. Зарисовать форму сигналов во всех точках схемы.

2.3.4 Подключить к выходу схемы ФНЧ. Посмотреть восстановленный сигнал на выходе ФНЧ. Зарисовать его.

2.3.5 Зарисовать сигналы на выходе ФНЧ и АИМ сигналы при разных частотах дискретизации 6,8,10 кГц, при длительности импульсов, равной 10 мкс.

2.3.6 Собрать схему, изображенную на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема экспериментальной установки для исследования уплотненной двухканальной ВРК-АИМ

 

2.3.7 Подключить осциллограф к задающему генератору и убедиться в наличии импульсов частотой 80 кГц.

Подать этот сигнал на вход CLмодулятора и с помощью двух каналов осциллографа посмотреть и зарисовать импульсные сигналы на выходах модулятора «0» и «5». Убедиться в том, что импульс в гнезде «5» сдвинут относительно импульса в гнезде «0». Измерить частоту следования этих импульсов с помощью частотомера и удостовериться, что она составляет 8 кГц.

2.3.8 Подсоедините синусоидальный сигнал частотой 2 кГц и размахом 4 В на вход 1, а на вход 2 внесите «0». Нарисуйте сигналы, которые получаются на выходах фильтров один под другим.

Увеличьте частоту на входе 2 до 3 кГц и уменьшите частоту входного сигнала на входе 1 до 1,5 кГц. Зарисуйте формы выходных сигналов.

2.3.9 Ко входу 2 подключить прямоугольный сигнал с размахом 2 В и частотой 2 кГц. Вход 1 заземлить. Используя в качестве синхронизирующего сигнала для осциллографа сигнал на выходе «0» модулятора, осторожно подстроить частоту НЧ сигнала на входе для получения устойчивого изображения.

На выходе ключа 2 наблюдать и зарисовать полученный АИМ сигнал. Подключить осциллограф на выход ФНЧ другого канала и посмотреть восстановленный сигнал прямоугольной формы.

Зарисовать формы сигналов во всех точках второго канала.

 

Обработка результатов

 

Обязательный графический материал:

- график АЧХ фильтра нижних частот;

- рисунки форм сигналов во всех точках схемы;

- рисунок восстановленного сигнала на выходе ФНЧ;

- рисунки сигналов на выходе ФНЧ и АИМ сигналы при разных частотах дискретизации 6,8,10 кГц, при длительности импульсов, равной 10 мкс;

- импульсные сигналы на выходах модулятора «0» и «5»;

- рисунок форм выходных сигналов;

- полученный АИМ сигнал на выходе ключа 2;

- формы сигналов во всех точках второго канала.

Сделать вывод о возможности организации СП с ВРК-АИМ, о ее основных достоинствах и недостатках.

 

2.5 Контрольные вопросы

 

2.5.1 Сформулировать теорему Котельникова для дискретизации непрерывного сигнала с ограниченным спектром.

2.5.2 Что такое АИМ сигнал? Как происходит получение АИМ сигнала с помощью ключа?

2.5.3 Назовите основные параметры АИМ сигнала. От чего они зависят?

2.5.4 Что необходимо сделать для восстановления исходного сигнала?

2.5.5 Назовите два вида искажений АИМ сигналов? Как они устраняются и на что они влияют?

2.5.6 Из каких соображений определяется частота дискретизации исходного сигнала?

2.5.7 Принцип действия МСП с ВРК.

2.5.8 Как влияют помехи на групповой АИМ сигнал при его передаче по линейному тракту?

2.5.9 Пояснить работу схемы АИМ-модулятора.

2.5.10 Для чего необходима синхронизация работы оборудования тракта приема и тракта передачи?