Исследование прохождения частотно-модулированных колебаний через колебательный контур

    1. Цель работы

    Изучение процессов, происходящих при прохождении частотно - модулированных колебаний через колебательный кон­тур.

    2. Основные теоретические положения

    При частотной модуляции несущая частота колебаний из­меняется пропорционально амплитуде управляющего напряжения. Изменение частоты при однотональной модуляции записывается в виде

                         

гдеω₀ = 2π f ₀ — средняя частота колебания (без модуляции);Δω = 2πΔ f — максимальное отклонение, или девиация, частоты; 2π F — частота модуляции.

   Частотно-модулированное колебание можно аналитически записать в виде

                            

гдеβ = Δω / Ω — индекс модуляции, являющийся основным параметром частотной модуляции.

     Величину девиации частоты можно определить путем сопоставле­ния глубины паразитной AM и резонансной кривой контура. Полоса пропускания приемно-передающих устройств должна быть такой, чтобы все составляющие спектра, нахо­дящиеся в заданных границах, усиливались одинаково, т. е. амплитудная характеристика в заданных пределах должна быть линейной и параллельной оси х, а фазовая — только линейной.

     Реальные четырехполюсники не имеют таких ха­рактеристик. Воздействие контура сказывается в искажении закона из­менения мгновенной частоты (или фазы) колебаний за счет нелинейности амплитудной и фазовой характеристик и в из­менении амплитуды полезного частотного отклонения Δω в зависимости от частоты модуляции Ω. Так как на контуре напряжение и ток не могут мгновенно изменяться, то при больших значениях величина отклонения Δω будетменьше. Воздействие контура сказывается также в возникновении паразитной амплитудной модуляции из-за нелинейности амплитудной характеристики.

 3. Описание лабораторной установки

На рис. 6.1, а, б приведена схема установки, гдеРК-1 — приставка для получения ЧМ колебаний. ПриставкаРК-1имеет генератор, настроенный на частоту f ₀ =4МГц. При подаче наРК-1 модулирующего напряжения частота изме­няется пропорционально ему с максимальным отклонением частоты до ±25 кГц. Напряжение генератораГСС с частотой 4 МГц ± f_p (f_p — резонансная частота контура) и изменяю­щееся по частоте напряжениеРК-1 подаются на смеситель, с которого снимается сигнал с резонансной частотой f_p ±25 кГц.

   4. Порядок выполнения работы

  1. Снять резонансную кривую контура при двух значениях дополнительного резистора R, применяя схему (рис. 6.1, а).

    

                   Рис. 6.1                                Рис. 6.2

   2. Собрать схему согласно рис. 6.1, б и включить питание. Установить рукоятку настройки РК-1 на отметку «О». На­пряжение, подаваемое со звукового генератора, уменьшить до нуля и настраивать на резонансную частоту контура по осциллографу, меняя частоту генератора ГСС в пределах 4... 4,5 МГц. Подать напряжение с ГЗ (частота 1 кГц) и увеличивать его до появления паразитной модуляции, рав­ной 15... 20 %. Определить частоту паразитной AM, подав для сравнения на осциллограф напряжение со звукового ге­нератора (не меняя частоты развертки).

   3. Определить глубину паразитной AM для двух значений резистора R при одном и том же выходном сигнале.

     4. Снять зависимость глубины паразитной амплитудной модуляции от напряжения модуляции.

 

   5. Содержание отчета

    1. Построить по экспериментальным данным резонансную кривую контура и огибающую выходного напряжения для двух значений R, как это показано на рис. 6.2, а, б.

   2. Определить индекс модуляции ЧМ сигнала по двум результатам эксперимента.

   3. Построить зависимость индекса модуляции от напря­жения модуляции.

    4. Сопоставляя данные двух экспериментов, сделать вывод о влиянии полосы пропускания контура на величину искажений ЧМ сигнала.

 

Литература: [1], с. 239 – 243

 

Лабораторная работа 7