Лабораторная работа № 3. Исследование системы связи с амплитудно-импульсной модуляцией

 

Цель работы: изучение принципов построения системы связи с временным уплотнением каналов, использующих амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ).

Познакомиться с функциональной схемой лабораторной установки "Изучение принципов временного разделения каналов", проанализировать процессы формирования сигнала с АИМ.

 

3.1 Вопросы для домашней подготовки

Изучить по рекомендованной литературе принцип получения групповых АИМ сигналов. Изучить принципы формирования группового сигнала при использовании АИМ, принципы разделения каналов в системе связи с АИМ, а также процессы восстановления сигнала с АИМ.

Подготовить бланк отчета.

Описание используемого оборудования

Для проведения измерений используются:

- лабораторная установка "Изучение принципов временного разделения каналов";

- двухканальный осциллограф OS-620.

Блок схема установки для проведения исследований приведена на рисунке 3.1. Собирать схемы при выключенной установке!

 

Рисунок 3.1 - Изучение принципов временного разделения каналов (ЦСК-1)

Программа работы

 

3.3.1 Проанализировать формирование дискретного сигнала с АИМ:

- зарисовать осциллограмму контрольного аналогового сигнала на входе второго канала осциллографа и определить его временной период;

- определить период дискретизации;

- зарисовать осциллограмму сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией на входе второго канала осциллографа;

- зарисовать осциллограммы контрольного сигнала и АИМ-сигнала на обоих входах осциллографа;

- зарисовать осциллограммы сигналов при ВРК.

3.3.2 Исследовать процесс формирования группового сигнала:

- зарисовать осциллограммы контрольного сигнала на входе мультиплексора;

- зарисовать осциллограммы группового сигнала на выходе мультиплексора при последовательном подключении контрольных сигналов к его входу.

3.3.3 Исследовать восстановление аналогового сигнала:

- зарисовать осциллограммы восстановленного сигнала на трех каналах, и отметить на них временную задержку восстановленного сигнала относительно исходного.

 

Порядок выполнения работы

 

3.4.1 Подготовка к работе.

Изучить схему установки, вынесенную на лицевую панель, и найти на ней: электронные ключи; кодеры; мультиплексор; линию связи; генератор шума с потенциометром, регулирующим уровень шумового напряжения; устройство регенерации и тумблер, осуществляющий его включение в линию связи; демультиплексор; декодер; фильтр нижних частот; устройство управления мультиплексором и демультиплексором; выходы генератора контрольных сигналов F1, F2,F3; входы I и II для подключения осциллографа; тумблер включения питания "ВКЛ-СЕТЬ".

Подготовить лабораторную установку к проведению измерений. Для этого:

- установить тумблеры на устройстве управления в положение "32 кГц" и "цикл";

- нажать кратковременно кнопку " сброс " на устройстве управления.

- установить тумблер устройства регенерации УР в линии связи в положение "выкл";

- установить потенциометр "уровень шума" в линии связи в крайнее положение против часовой стрелки;

- включить питание лабораторной установки и осциллографа.

3.4.2 Формирование дискретного сигнала с АИМ.

Проанализировать формирование дискретного сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией. Для этого выполнить следующие операции:

- С помощью соединительного шнура подключить контрольный сигнал F1 к входу 0 мультиплексора. К этой же точке подключить вход Y канала осциллографа. Проконтролировать появление осциллограммы контрольного сигнала.

- Зарисовать осциллограмму контрольного аналогового сигнала. Пользуясь шкалой на экране осциллографа и учитывая цену деления, соответствующую положению переключателя "Развертка - время / дел." на лицевой панели, определить временной период контрольного сигнала.

- Подключить второй канал осциллографа к выходу мультиплексора (контрольная точка КТ1). Проконтролировать появление на его экране сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией. В данном случае она осуществляется электронными ключами, входящими в состав мультиплексора.

- Определить период дискретизации, измерив временной интервал между соседними отсчетами при нажатой левой кнопке (правая при этом отжата). Занести измеренное значение в протокол отчета.

- Зарисовать осциллограмму сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией, поступающего на вход второго канала осциллографа. Расположить ее под осциллограммой контрольного сигнала, сохранив масштаб по временной оси и метки.

- Снять соединение F1 - вход 0 мультиплексора.

- Подключить контрольный сигнал F2 и вход канала Y осциллографа к входу 1 мультиплексора. Вход канала Y для всех измерений, выполняемых в этом пункте, остается подключенным к контрольной точке КТ1.

- Зарисовать осциллограммы сигналов, поступающих на оба входа осциллографа (контрольный сигнал F2 и соответствующий АИМ сигнал). Во всех случаях выдержать одинаковый масштаб по временной (горизонтальной) оси и сохранить на них временные отметки. При зарисовке осциллограмм следует располагать их друг под другом так, чтобы на них были сохранены все временные соотношения между сигналами. Снять соединение F2 - канал 1 мультиплексора. Повторить измерения, соответствующие пункту 3.8, подав контрольный сигнал F3 на вход 2 мультиплексора.

3.4.3 Исследовать принцип формирования ВРК.

С помощью соединительного шнура подключить контрольный сигнал F1 к входу 0 мультиплексора. Вход Y канала осциллографа подключить к СИ1, вход X канала – в КТ1. Зарисовать осциллограмму. Вход Y канала осциллографа оставить в СИ1, а вход X канала последовательно переключать в СИ2, СИ3, СИ4. Зарисовать осциллограммы, расположив их друг под другом.

3.4.4 Исследовать процесс формирования группового сигнала. Для этого выполнить следующие операции:

- Подключать контрольный сигнал F1 и вход Y канала осциллографа ко входу 0 мультиплексора (вход первого канала связи). Вход X канала остается подключенным к контрольной точке КТ1 (к выходу мультиплексора). Проконтролировать появление соответствующих осциллограмм на экране осциллографа. Не снимая установленного соединения, подключать контрольный сигнал F2 и вход Y канала осциллографа ко входу 1 мультиплексора. Проконтролировать по осциллограмме появление на выходе мультиплексора отсчетных импульсов АИМ сигнала, соответствующего второму каналу связи.

- Не снимая установленного соединения, подключать контрольный сигнал F3 и вход Y канала осциллографа к входу 2 мультиплексора и выполнить операции, соответствующие пункту 3.4.2. Анализ осциллограмм на выходе мультиплексора при выполнении последовательных подключений контрольных сигналов к его входам иллюстрирует процесс формирования группового сигнала, который передается по линии связи.

- Выполнив все три коммутации (последний вход мультиплексора при этом остается свободным), зарисовать осциллограмму группового сигнала, наблюдаемую на выходе мультиплексора. Ее следует разместить под предыдущими, сохранив выбранный временной масштаб и метки.

3.4.5 Проконтролировать процесс разделения каналов с амплитудно-импульсной модуляцией. Для этого подключить первый вход осциллографа к клемме КТ3 (к входу демультиплексора), а второй - последовательно к его выходам 0, 1, 2, 3. При этом осциллограмма, наблюдаемая по первому каналу осциллографа, соответствует групповому сигналу, а по второму - АИМ сигналу соответствующего канала.

3.4.6 Проанализировать процесс восстановления аналогового сигнала. Для этого выполнить следующие операции.

Подключить выходы 0, 1, 2, 3 демультиплексора к соответствующим входам фильтров нижних частот. Для контроля временных соотношений подключить вход Y осциллографа ко входу 0 мультиплексора. При этом на экране наблюдается исходный аналоговый сигнал первого канала. Подключить вход Y осциллографа к входу 0 мультиплексора, а вход X - к выходу ФНЧ1. При этом наблюдаются исходный и восстановленный аналоговые сигналы. Зарисовать осциллограмму восстановленного сигнала, сохранив все временные соотношения, масштаб и временные метки. Отметить на ней временную задержку восстановленного сигнала относительно исходного.

Аналогичным образом, подключая входы Y, X осциллографа к входу и выходу второго и третьего каналов, зарисовать осциллограммы соответствующих восстановленных сигналов.

3.5 Анализ полученных результатов и содержание отчетов

 

Итогом работы является серия осциллограмм, снятых в контрольных точках системы связи. Их следует расположить друг под другом, сохранив порядок, в котором они снимались, временной масштаб и метки.

В отчете необходимо привести:

- цель работы;

- блок - схему измерений, отметив на ней точки, в которых снимались осциллограммы;

- все снятые осциллограммы должны быть расположены таким образом, чтобы на них были отмечены все необходимые временные соотношения между исследуемыми сигналами;

- значения измеренных величин;

- выводы по выполненным исследованиям.

3.6 Контрольные вопросы

 

3.6.1 В чем заключается принцип временного разделения каналов?

3.6.2 Какой элемент схемы лабораторного макета производит АИМ модуляцию и каким образом?

3.6.3 Какую роль играют мультиплексор на передаче и демультиплексор на приеме?

3.6.4 Нарисуйте спектр АИМ сигнала.

3.6.5 Какие виды АИМ сигналов вы знаете?

3.6.6 Расскажите, каким искажениям подвергнут АИМ сигнал.

3.6.7 Как на приемном конце происходит преобразование АИМ сигнала в исходный аналоговый сигнал?

3.6.8 Как формируется групповой сигнал при использовании АИМ?

3.6.9 Расскажите принцип работы ФНЧ и приведите простейшую схему.

3.6.10 Какие преимущества имеет временное разделение по сравнению с частотным?