Grosu Mihai Dan 421B LUCRAREA 2 3. DESFASURAREA LUCRARII. Masurari asupra semnalelor MA. A. Se masoara gradul de modulatie al semnalului MA, cu ajutorul osciloscopului, pentru cele trei valori ale tensiunii modulatoare specificate. Tabelul 1. Am (
)
2Amax (div)
0,6
8
1
8
1,4
8
1,8
8
2Amin (div)
m (%)
5,041 6 3,559 0 2,440 6 1,640 6
22,68 4 38,41 9 53,24 7 65,96 4
A0 (dB)
In calculul lui m am folosit formula m =
A1 (dB)
A-1 (dB)
A0 (V)
0
-19
-18,6
1
0
-14,5
-14,1
1
0
-11,5
-11,5
1
0
-9,6
-9,6
1
A1 (V)
A-1 (V)
0,117 5 0,197 2 0,266 1 0,331 1
0,1122 02 0,1883 65 0,2660 73 0,3311 31
Amax − Amin Amax + Amin
B. Cu rezultatele din tabelul 1 se construieşte caracteristica modulatorului m=f(U) si se determina care este panta acestei caracteristici.
Perechile de puncte folosite pentru determinarea pantei sunt: M(0.8;0.3) si N(1.6;0.6) Se obtine K A = 0.375 C. Se fac prelucrările de date necesare completării tabelului 1 şi se reprezintă grafic cele patru spectre. Se măsoară banda de frecvenţă ocupată de către semnalul MA, , folosind analizorul de spectru. Se compară cu banda de frecvenţă a semnalului modulator Bm Masuratori asupra semnalelor MF. Spectrul de amplitudini pentru Am=0.6 VRMS
Spectrul de amplitudini pentru Am=1 VRMS
2
Spectrul de amplitudini pentru Am=1.4 VRMS
Spectrul de amplitudini pentru Am=1.8 VRMS
3
D. Cu ajutorul tabelului 1 se completează tabelul 2. Am P1 P2 X1ef X2ef (Vrms) (W) (W) (V) (V) 0,6 1 1,4 1,8
0,512863 76 0,536900 85 0,570880 42 0,608782 37
0,513196 55 0,537192 93 0,570794 58 0,609647 82
0,716 1 0,732 7 0,755 6 0,780 2
0,16040 92 0,26319 83 0,35214 98 0,42439 37
PU1 (W)
PU2 (W)
0,012 86 0,036 9 0,070 88 0,108 78
0,013196 548 0,037192 927 0,070794 578 0,109647 82
0,025 1 0,068 7 0,124 2 0,178 7
0,02 6 0,06 9 0,12 4 0,18
E. Se măsoară banda de frecvenţă a generatorului de semnale modulate în amplitudine, completându-se tabelul 3. Amplitudinea semnalului purtător se fixează astfel încât amplitudinea componentei spectrale pe frecvenţa purtătorului, F0=500kHz, să fie 0 dB. Se fixează frecvenţa 4
minimă de modulaţie de fm=5 kHz pentru un semnal modulator sinusoidal. Nivelul semnalului modulator se reglează pentru gradul de modulaţie de 30%, dat de către generatorul de semnale modulate în amplitudine. Se schimbă frecvenţa semnalului modulator, conform tabelului 3, până când amplitudinile componentelor laterale, A-1 şi A1 citite pe analizorul de spectru, cad cu 3 dB faţă de valoarea de la fm=5 kHz. Frecvenţa corespunzătoare a semnalului modulator este fM. Banda de frecvenţă maximă a semnalului MA, dat de către generatorul de semnal modulat, este BMA, max= F2M-F1M, unde F2M şi F1M sunt frecvenţele maxime, măsurate, ale componentelor laterală superioară, respective inferioară. Tabelul 3. fm[kHz] F1[kHz] F2 [kHz]
fM
5
10
20
30
40
50
55
495
490
485
480
475
470
465
F2M 505
510
520
530
540
550
555
-16,1
-16,5
-16,1
-15,4
-13,8
-17,8
-19
-16,1
-16,5
-16,1
-15,4
-13,8
-17,8
-19
A-1[dB] A1[dB]
F1M
A1,3dB A1,3dB
BMA, max=555 - 465= 90kHz F. Se măsoară componentele spectrale ale semnalului MA pentru un semnal modulator dreptunghiular cu factorul de umplere 50%, frecvenţa f0=5kHz şi amplitudine Am=2Vrms. Se reglează amplitudinea A0, pe frecvenţa semnalului purtător, la valoarea 0 dB. Se completează tabelele 4 şi 5. A-k şi Ak sunt componentele spectrale numărul k din banda laterală inferioară, respectiv banda laterală superioară, măsurate cu analizorul de spectru. Se măsoară toate componentele spectrale cu amplitudini mai mari de 40 dB. Ak,p sunt amplitudinile componentelor spectrale ale semnalului modulator, măsurate folosind osciloscopul digital pe post de analizor de spectru. Tabelul 4. k
F-k[kHz]
A-k[dB]
A-k[V]
Fk[kHz]
Ak[dB]
Ak[V]
1 2 3 4 5 6 7
495 490 485 480 475 470 465
-10 -42,7 -20,4 -43,2 -24,3 -42,8 -27,2
0,316 0,007 0,095 0,007 0,061 0,007 0,044
505 510 515 520 525 530 535
-10 -38,6 -20,6 -42,8 -24,3 -44,2 -27,1
0,31622777 0,01174898 0,09332543 0,00724436 0,06095369 0,00616595 0,04415704
5
Tabelul 5. k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A-k/A-1 0 -29.3 -10.2 -39.1 -14.4 -36.9 -16.9 -38.8 -22 -39.8
Ak/A1 0 -29.3 -10.2 -39.1 -14.4 -36.9 -16.9 -38.8 -22 -39.8
Ak,p/A1 0 -28.8 -8.8 -35.6 -11.6 -33.6 -16.4 -29.2 -19.6 -30.4
A-k/A-1(V) 1 0.034277 0.30903 0.011092 0.190546 0.014289 0.142889 0.011482 0.079433 0.010233
Se reprezintă grafic spectrele de amplitudini normate
Ak/A1(V) 1 0.034277 0.30903 0.011092 0.190546 0.014289 0.142889 0.011482 0.079433 0.010233
Ak,p/A1,p(V) 1 0.036308 0.363078 0.016596 0.263027 0.020893 0.151356 0.034674 0.104713 0.0302
m-k 0.685536 0.023498 0.211851 0.007604 0.130626 0.009796 0.097956 0.007871 0.054454 0.007015
, în funcţie de frecvenţă, pentru
semnalul MA, respectiv pentru semnalul modulator. Se determină banda de frecvenţă BMA ocupată de către semnalul MA, considerând că intră în această bandă componentele spectrale cu amplitudini mai mari de 40 dB.
Spectrul de amplitudini normate Ak/A0
6
mk 0.685536 0.023498 0.211851 0.007604 0.130626 0.009796 0.097956 0.007871 0.054454 0.007015
Spectrul de amplitudini normate Ak/A1
Spectrul de amplitudini normate Ak,p/A1,p BMA=2*50=100 kHz G. Cu ajutorul tabelului 4 se completează tabelul 6. Tabelul 6 P1(W) 0.63632
P2(W) 0.6363202
X1ef(V) 0.79757632
X2ef(V) 0.797697
PU1(W) 0.13632
7
PU2(W) 0.13632
PU1/P1 0.214232
PU2/P2 0.214232
H. Se repetă punctele F) şi G) pentru un semnal de modulaţie triunghiular cu factor de umplere 50%, frecvenţa f0=5 kHz şi Am=1,2 Vrms . Tabelul 7 k
Fk[kHz]
Ak[dB]
Ak[V]
1
505
-12.8
2
510
-42.1
3
515
-33.2
K
A-k/A-1
Ak/A1
Ak,p/A1,p
1 2 3
0 -29.3 -20.4
0 -29.3 -20.4
0 -26.4 -18.4
0.22908 7 0.00785 2 0.02187 8
F[kHz] k
A-k[dB]
A-k[V]
495
-12.8
0.229087
490
-42.1
0.007852
485
-33.2
0.021878
Tabelul 8 A-k/A1(V) 1 0.0342 0.0954
8
Ak/A1(V)
Ak,p/A1,p(V)
m-k
mk
1 0.03427 0.09549
1 0.047863 0.120226
0.4581 0.0157 0.0437
0.45817 0.01570 0.04375
Spectrul de amplitudini normate Ak/A0
Spectrul de amplitudini normate Ak/A1
Spectrul de amplitudini normate Ak,p/A1,p
9
Concluzii si Intrebari a) Cum trebuie să arate caracteristica ideală m(Am) şi ce semnificaţie are abaterea de la forma ideală? R: Caracteristica trebuie sa fie o dreapta, iar abaterile apar datorita semnalelor parasite si datorita erorilor de masurare. b) Ce caracteristici ale osciloscopului pot influenţa precizia măsurării gradului de modulaţie? R: Precizia masurarii gradului de modulatie poate fi influentata de scara de masura aleasa si impedanta de intrare a osciloscopului. c) Cum se explică valoarea benzii de frecvenţă a generatorului de semnale MA, măsurată la punctul E) ? R: De regula orice fel de generator de semnale are o limitare a benzii maxime de frecventa a semnalului pe care e capabil sa il moduleze. La componentele laterale ale lui MA citit cu 3 db fata de purtatorare se constata iesirea din banda emitorului iar semnalul va fi distorsionat. d) Cum se poate determina caracteruistica unui modulator MA utilizând numai un voltmetru de valori de vârf ? R: Se pot masura toate valorile amplitudinilor stabilindu-se in felul acesta Amax si Amin iar dupa se poate gasi Amax-Amin si Amax+Amin. Astfel putem obtine gradul de modulatie. e) Cum se poate determina caracteristica unui modulator MA folosind numai un voltmetru de valori efective ? R: Metoda este aceeasi ca mai sus doar ca trebuia sa impartim la √2 valorile lui Amax-Amin si Amax+Amin Aplicatii a.
La masurarea cu osciloscopul a unui semnal MA se gaseste AMAX=18V, AMIN=2V. Se cere valoare eficace. AMAX=U0(1+m) AMIN=U0(1-m)
b.
=> U0= (AMAX +AMIN)/2=10V => Uef =7,071
La masurarea cu analizorul de spectru a unui semnal MA se constata ca nivelul purtatoarei este cu 20dB mai mare decat al componentelor laterale. Se cere m. np=20dB+nl => 20 lg(U0/Uref)= 20lg 10+20lg(mU0/2Uref) => m=0,2
10
