Порядок выполнения. І. Построение виртуальной модели канала связи.

І. Построение виртуальной модели канала связи.

Для наглядности и простоты проведения исследований супергетеродинного приемника используем входной сигнал с амплитудной модуляцией (АМ) однотональным гармоническим колебанием с частотой , описываемый выражением

,

где , – соответственно амплитуда и несущая частота сигнала;

– коэффициент модуляции.

В программной среде System View сформировать АМ-сигнал по приведенной ниже структурной схемы

где – несущее (высокочастотное) колебание; – модулирующее колебание.

Из таблицы 2 выбрать параметры сигнала в соответствии с номером бригады.

Таблица 2

Исходные данные для устройств модулятора АМ-сигнала и приемника

Группа     Параметр
, кГц
, В	2,5	2,1	1,8	2,7	1,5	2,0	2,9
, кГц
	0,85	0,75	0,8	0,7	0,85	0,77	0,64
, кГц
Для всех вариантов построения приемника использовать верхнюю настройку гетеродина

1. Исходя из заданных параметров, рассчитать амплитуду модулирующего колебания.

2. На основании исходных данных определить значение нижней (НБ) и верхней (ВБ) боковых частот АМ-сигнала. По полученным значениям НБ и ВБ рассчитать ширину его спектра , а также определить частоты среза полосового фильтра (ПФ), с таким условием, чтобы получить на выходе модулятора сигнал с заданным коэффициентом модуляции . Порядок ПФ принять равным .

3. Установить в устройствах схемы, формирующей АМ-сигнал, заданные и расчетные параметры сигнала. Проверить на выходе модулятора временную диаграмму сформированного сигнала , осциллограмма которого должна соответствовать рис.2.2

	Рис.2.2 Временная диаграмма АМ-сигнала

4. Проверить соответствие сформированного сигнала заданным параметрам. Коэффициент модуляции проверяется по виду сформированного колебания, как показано на (рис.2.2), в соответствии с равенством

.

Удовлетворительным считается сигнал передатчика, у которого индекс модуляции отличается от заданного не более чем на .

Проверить полученный результат по спектральной диаграмме сформированного сигнала .

Устройство рис. 2.1., формирующее сигнал , можно считать – передатчиком.

5. В программной среде System View построить виртуальную модель супергетеродинного приемника, структурная схема которого приведена на рис. 2.3

Входными параметрами приемника считать:

– частота принимаемого сигнала равна ;

– входная цепь (ВЦ) – одноконтурный полосовой фильтр, порядок которого , полоса пропускания определена параметрами принимаемого сигнала;

– усилитель УРЧ однокаскадный с коэффициентом усиления . Нагрузкой усилителя является полосовой фильтр первого порядка ;

– рассчитать, при условии верхнего преобразования, частоту гетеродина , входящего в состав преобразователь частоты;

– нагрузкой смесителя (СМ) считать ПФ первого порядка , со средней частотой равной , полоса пропускания определяется шириной спектра обрабатываемого сигнала при условии сохранения коэффициента модуляции;

– коэффициент усиления УПЧ . Нагрузкой усилителя являются фильтр сосредоточенной селекции (ФСС), реализованный двумя последовательно включенными полосовыми фильтрами ПФ3, ПФ4 (порядок фильтров ) и полосой пропускания соответствующей неискаженному прохождению сигнала (такая реализация ФСС при моделировании позволяет существенно снизить затраты машинного времени на обработку сигнала);

­– нагрузкой амплитудного детектора (АД) считать фильтр нижних частот (ФНЧ), порядок которого , частота среза ;

– коэффициент усиления усилителя звуковой частоты (УЗЧ) равен .

В состав приемника входит ВЦ, однокаскадный УРЧ, преобразователь частоты (ПЧ), содержащий смеситель (СМ), фильтр ПФ, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), детектор (Д) с (ФНЧ), УЗЧ и выходное устройство (ВУ).

Структурная схема испытуемого канала связи имеет вид

где ПФ – полосовой фильтр со средней частотой и полосой пропускания , порядок фильтра ; ГШ – генератор гауссовского шума со среднеквадратическим отклонением , значение которого устанавливается в соответствии с заданием.

Генератор шумового напряжения ГШ моделирует шумы радиоприемного устройства, приведенные к его входу.

Примечание. На каждом этапе моделирования приемника проверять результат прохождения сигнала, сравнивая вид спектральной или временной диаграммы после подключения каждого устройства. Удовлетворительным считается результат обработки сигнала в приемнике, при котором результирующий коэффициент модуляции сигнала на входе амплитудного детектора по отношению к входному сигналу приемника изменился не более чем на .

ІІ. Изучение идеализированной (без шумов) модели приемника.

1. Полагая коэффициент затухания в пространстве и уровень шумового напряжения в ГШ , получить на экране виртуального осциллографа диаграмму выходного напряжения приемника (выход УЗЧ). Дать сравнительную оценку полученной временной диаграммы выходного сигнала приемника и модулирующего колебания передатчика. При адекватности сравниваемых сигналов, выходной сигнал приемника скопировать и включить в отчет. В отчет должны быть включены спектральные диаграммы сигналов на выходе ВЦ, УРЧ и ПЧ.

2. Установить уровень шумового напряжения в ГШ, среднеквадратическое значение которого равно . Получить спектральные диаграммы сигналов на выходах ВЦ, УРЧ и ПЧ, а также временную диаграмму выходного сигнала приемника (выход УЗЧ). Полученные диаграммы включить в отчет.

3. Установить коэффициенте затухания канала связи (что эквивалентно увеличению расстояния между приемником и передатчиком). Получить спектральные диаграммы сигналов на выходах ВЦ, УРЧ и ПЧ и временную диаграмму выходного сигнала приемника. Полученные диаграммы включить в отчет.

4. Дать сравнительную оценку и сделать выводы по результатам проведенных испытаний по п. 1 и 2.

ІІІ. Изучение влияния соседнего канала на результат обработки сигнала в приемнике.

1. Построить канал связи согласно структурной схеме на рис.

Канал связи отличается от ранее испытуемого введением дополнительного передающего устройства (передатчик 2), с помощью которого моделируется сигнал соседнего канала связи с параметрами:

– несущая частота сигнала равна ;

– частота модулирующего колебания соседнего канала определяется выражением ;

– коэффициент модуляции равен коэффициенту модуляции полезного сигнала .

Остальные параметры сигнала соседнего канала остаются такими же, как и параметры основного сигнала, заданного в таблице 2.

2. Проверить соответствие сформированного сигнала соседнего канала заданным параметрам.

3. Получить спектральные диаграммы сигнала на выходах ВЦ, УРЧ, ПЧ и УПЧ, а также временную диаграмму выходного сигнала приемника (УЗЧ). Полученные диаграммы включить в отчет.

4. Сделать выводы по результатам проведенных исследований.

ІV. Изучение влияния зеркального канала на результат обработки сигнала в приемнике.

1. В структурной схеме канала связи рис.2.5 изменить частоту второго передающего устройства (передатчик 2), как отражено на рис. 2.6.

Передатчик 2 моделирует сигнал зеркального канала с параметрами:

– несущая частота зеркального канала равна ;

– частота модулирующего колебания в зеркальном канале определяется выражением ;

– коэффициент модуляции сигнала зеркального канала равен коэффициенту модуляции полезного сигнала .

Остальные параметры сигнала зеркального канала остаются такими же, как и полезного сигнала, заданного в таблице 2.

2. Получить спектральные диаграммы на выходах ВЦ, УРЧ, ПЧ и УПЧ, а также временную диаграмму выходного сигнала приемника (УЗЧ). Полученные диаграммы включить в отчет.

3. Сделать выводы по результатам проведенных исследований.

4. Заменить в структурной схеме канала связи рис.2.6 передатчик 2 генератором шума ГШ2 с шумовым напряжением В и полосовым ПФ2 со средней частотой равной и полосой пропускания .

	Рис.2.7 Структурная схема канала связи супергетеродинного приемника для изучения влияния на его работу соседнего канала модулированного шумовым напряжением

В этой части исследований на частоте зеркального канала радиосигнал отсутствует, вместо него существует шумовое напряжение в полосе частот, определенной фильтром ПФ2.

5. Получить спектральные диаграммы на выходах ВЦ, УРЧ, ПЧ и УПЧ, а также временную диаграмму выходного сигнала приемника. Полученные диаграммы включить в отчет.

6. Сделать выводы по результатам проведенных исследований.

V. Изучение влияния шумовых свойств каскадов УРЧ на результат обработки сигнала в приемнике.

1. Сформировать схему канала связи, приведенную на рис.2.8.

2. Дополнить УРЧ в супергетеродинном приемнике (рис. 2.8) двумя каскадами усиления УС2, ПФ2 и УС3, ПФ3 с параметрами, соответствующими первому УС1, ПФ1 каскаду, как показано на рис.2.9.

Считаем, что каждый из каскадов – шумящий. Шумовые свойства каскадов отражены генераторами шума ГШ (ГШ11, ГШ12, ГШ13) с уровнем шумового напряжения . Нагрузкой генераторов ГШ служат полосовые фильтры ПФ11, ПФ12, ПФ13 с одинаковой полосой пропускания , где – ширина спектра сигнала.

3. Установить уровень шумового напряжения в ГШ равным В. Получить спектральные диаграммы на выходе УРЧ и временные диаграммы на выходе приемника (УЗЧ) для трех случаев.

Первый – включены все генераторы шума.

Второй – выключен первый генератор шума ГШ11 ().

Третий – выключены генераторы шума ГШ11 и ГШ12.

4. Включить полученные диаграммы спектра в отчет. Сделать выводы по результатам проведенных исследований.

Список рекомендуемой литературы

1. Радиоприемные устройства /под ред. В.И. Сифорова. – М.: Сов. радио 1974. – 385с.

2. Радиоприемные устройства / под ред. Н.В. Боброва. – М.: Сов. радио 1971. – 286с.

3. Радиоприемные устройства / под ред. Н.Н. Чистякова. – М.:

Радио и связь 1986. – 277с.

4. Румянцев К.Е. Прием и обработка сигналов: учебное пособие / М.: Издательский центр «Академия» 2006. – 528с.

5. Палшков В.В. Радиоприемные устройства. – М.: Связь 1984.

6. Воллернер Н.Ф. Радиоприемные устройства. – Киев Вища школа 1993. – 372с.

7. Радиоприемные устройства / под ред. А.Г. Зюко. – М.:Радио и связь 1975. – 312с.

8. Екимов В.Д., Павлов К.М. Радиоприемные устройства. – М.: Связь 1975. – 480с.

9. Сборник задач и упражнений по курсу «Радиоприемные устройства» / под ред. В.И. Сифорова. – М.: Радио и связь 1984. – 232с.

10. Проектирование радиоприемных устройств / под ред. А.П. Сиверса. – М.: Советское радио 1976. – 486с.

11. Расчет радиоприемников / под ред. Н.В. Боброва. – М.: Воениздат 1971. – 324с.

Дата добавления: 2015-12-08