Моделирование амплитудно-модулированных сигналов icon

Моделирование амплитудно-модулированных сигналов



НазваниеМоделирование амплитудно-модулированных сигналов
Дата конвертации02.07.2012
Размер58.77 Kb.
ТипЛабораторная работа
1. /Lab1/Лабораторная работа 1.doc
2. /Lab2/Лабораторная работа 2.doc
3. /Lab3/Лабораторная работа 3.doc
4. /Lab4/Лабораторная работа 4.doc
5. /Lab5/Лабораторная работа 5.doc
6. /Lab6/Лабораторная работа 6.doc
7. /Lab7/Лабораторная работа 7.doc
Знакомство с программой моделирования электронных устройств Workbench 0
Полигармонические сигналы
Спектральный анализ сигналов, используемых в информационно-измерительной технике
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов
Моделирование функциональных схем
Моделирование функциональных схем
Преобразование сигналов

Лабораторная работа №5

Моделирование амплитудно-модулированных сигналов.

1. Цель и задачи работы


  1. Изучить амплитудно-модулированные сигналы и их особенности.

  2. Получить практические навыки моделирования амплитудно-модулированных сигналов.

2. Теоретическая часть


Для передачи информации на расстояние применяются сигналы, эффектив­но излучаемые с помощью антенных устройств и обладающие способностью распространяться в виде свободных радиоволн в среде, разделяющей отпра­вителя и получателя информации. Такими сигналами являются высокоча­стотные колебания. Передаваемая информация должна быть тем или иным способом заложена в высокочастотное колебание, называемое несущим. Частота w0 этого колебания выбирается в зависимости от расстояния, на которое должна передаваться информация, от условий распространения ра­диоволн и ряда других технических и экономических факторов. Но в любом случае частота w0 должна быть велика по сравнению с наивысшей частотой Wm спектра передаваемого сообщения.

Это объясняется тем, что для неискаженной передачи сообщений через радиотехнические цепи, а также для устранения искажений, возникающих при распространении радиоволн, необходимо чтобы ширина спектра сооб­щения Wm была мала по сравнению с w0, чем меньше отношение Wm/w0, тем меньше проявляется несовершенство характеристик системы. Поэтому чем выше требуемая скорость передачи информации и, следовательно, шире спектр сообщения Wm, тем выше должна быть несущая частота радиосигнала. Как правило, выполняется неравенство Wm/w0<<1.


В самом общем случае радиосигнал, несущий в себе информацию, мож­но представить в виде:

y(t) = A(t)cos[w0t + Q0]

в котором амплитуда А(t) изменяется по закону передаваемого со­общения.

При модуляции мгновенное значение первичного или модулирую­щего сигнала управляет одним из параметров вспомогательного сиг­нала, называемого несущим. В качестве первичного модулирующего сигнала в измерительной технике используется обычно аналоговый из­мерительный сигнал.

В качестве несущего сигнала в из­мерительной технике используют обычно следующие виды сигналов:

  • постоянный сигнал z(t) =Zm ;

  • синусоидальный сигнал z(t) =Zmsinw0t;

  • импульсный периодический сигнал

где T0 — период следования импульсов; K= 0, 1, 2, 3, 4.

где То — период следования импуль­сов; К = 0, 1, 2, 3, 4; То — ширина или длительность импульса; Zm—ам­плитуда импульса.

Необходимость в модуляции возникает в том случае, если первичный сигнал Х(t) имеет такой характер, при котором затруднены его передача, преобразование или обработка при высоких требованиях к точности.




а — модулирующий сигнал;

б — несущий сигнал;

в — амплитудно - модулированный сигнал

Рис 1
Модуляция реализуется путем взаимодействия сигналов — первичного сигнала Х(t), содержащего искомую информацию (рис. 1а), и несущего z(t), не содержащего информации, но обладающего физической природой и таким характером изменения во времени, при которых удобна реализация дальнейших операций (рис. 1 б).

В результате взаимодействия Х (t) и z(t) создается модулированный сигнал у(t), содержащий интересующую нас измерительную информацию и обладающий природой и характером изменения во времени, удобными для дальнейших преобразований.

При амплитудной модуляции (рис. 1) модулированный сигнал






где — относительное изменение модулирующего сигнала; Ка коэффициент преобразования модулятора; Dy = КаXт — максимальное изменение (девиация) амплитуды модулированного сигнала, вызванное максимальным значением информативного параметра Хm модулирующего сигнала; Ma =Dy/Zт глубина амплитудной модуляции, которая всегда меньше единицы.

Модулирующий сигнал Х(t) может быть либо квазидетерминированным, либо случайным, но всегда наивысшая частота его спектра Wmах должна быть меньше частоты несущего сигнала w0.

В качестве примера на рис. 2 показан вид амплитудно-модулированного сигнала у(t) при модуляции гармоническим (а) и случайным (б)

сигналом.

При модуляции простейшим гармоническим сигналом модулированный сигнал состоит из нескольких спектральных составляющих. Действительно, при этом










Рис. 2

Следовательно, амплитудно-модулированный сигнал имеет в этом случае (рис. 3) три спектральные частотные составляющие с частотами w0, w0-W, w0+W.

Частотный спектр при амплитудной модуляции гармоническим сигналом

Рис. 3

3. Практическая часть


Амплитудно-модулированный сигнал зададим с помощью полиномиального источника перемножением выходных сигналов от двух источников с разными частотами следования импульсов, причем частота модулирующего сигнала значительно меньше частоты несущего сигнала.

Выходное напряжение рассматриваемого источника описывается полиномом:

Y=A+B*V1+C*V2+D* V3+E(V1)2+F*V1*V2+ G*V1*V3+H(V2)2+I*V2*V3+

+J*(V3)2+K* V1*V2*V3

где V1,V2,V3 — напряжения от внешних источников, подаваемые на входы полиномиального источника, A,B,C,D,E,F,G,H,J,K — коэффициенты.

3.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо нарисовать схему, показанную на рис. 4




  1. Рис. 4
    Дважды щелкните на изображение функционального генератора. Раскроется окно функционального генератора. В поле Frequency установите значение 60 Гц, в поле Amplitude — значение 5 В, в поле Offset — значение 9.

  2. В свойствах синусоидального источника напряжения установите напряжение 13 В, частоту 6 кГц.

  3. В свойствах полиномиального источника значение в поле Coefficient of V1*V3 (G) установить равное 1, остальные поля должны иметь значения 0.

  4. Дважды щелкнув на изображение осциллографа. В появившемся окне установите в поле Time Base значение 2 ms/div, в поле Chanel A значение 100 V/div, в поле Chanel B значение 5 V/div.

  5. Запустите моделирование из пункта меню Analysis/Activate или нажав на изображение выключателя в верхнем правом окне программы. На экране осциллографа получим амплитудно-модулированный сигнал. Остановите моделирование после прохождения двух и более периодов исследуемого сигнала.

  6. В окне осциллографа можно нажать кнопку Expand. При этом окно развернется и можно просмотреть сигнал в большем увеличении и на всем протяжении моделирования. Для возврата осциллографа в исходное состояние необходимо нажать в окне кнопку Reduce.

  7. Зарисуйте вид сигнала. Запишите основные параметры модулированного сигнала: максимальное изменение огибающей, максимальное значение амплитуды модулированного сигнала.

  8. В окне функционального генератора Offset установите значение 5.

  9. Повторите пункты 3.6 - 3.8.

  10. В окне функционального генератора Offset установите значение 3.

  11. Повторите пункты 3.6 - 3.8.

  12. По значениям максимального изменения огибающей и максимального значения амплитуды модулированного сигнала рассчитайте коэффициенты модуляции для первых двух полученных осциллограмм ( при значениях Offset равных 9 и 5)



Требования к отчету


Отчет по лабораторной работе должен содержать:

  1. Титульный лист

  2. Цель и задачи работы

  3. Краткие теоретические сведения (ответы на контрольный вопросы)

  4. Результаты лабораторной работы (графики, таблицы, значения параметров измеренных в процессе работы)

  5. Необходимые расчеты (если они оговариваются в практической части лабораторной работы)

  6. Выводы.

Контрольные вопросы к работе


  1. Назовите управляемые параметры при модуляции.

  2. Что называется глубиной амплитудной модуляции?

  3. Как выглядит спектр амплитудно-модулированного сигнала ?

  4. Как влияет амплитуда модулирующего сигнала на спектр модулирующего сигнала ?



Похожие:

Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconДокументы
1. /МРБ 0327. Дж.Джонс. Приемник частотно-модулированных сигналов.djvu
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconТема пространство и метрология сигналов физическая величина более точно определяется уравнением, чем измерением
Пространство сигналов. Множества сигналов. Линейное пространство сигналов. Норма сигналов. Метрика сигналов. Скалярное произведение...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconАмплитудно-частотная характеристика
Амплитудно-частотная характеристика линейного осциллятора ачх зависимость амплитуды его колебаний от частоты
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconДокументы
...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconВейвлетные преобразования сигналов
Удаление шума и сжатие одномерных и двумерных сигналов. Параметры удаления шумов и сжатия сигналов. Изменение вейвлет-коэффициентов....
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconУрока: «Моделирование фартука средствами графического редактора Paint». Цели урока: Образовательные
Создать условия для изучения понятия «Моделирование», рассмотреть 2 вида моделирования: художественное и техническое
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconА. В. 2000 г. Моделирование амплитудной статистики сигналов на выходе детекторов излучения
Ниже с соответствующими комментариями приводится программа моделирования в виде выкопировок из документа Mathcad. Единичной моделью...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconИмитационное моделирование с Arena
Такой подход весьма эффективен, однако на уровне наибольшей детализации, когда рассматриваются конкретные технологические операции,...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconNm-review | Моделирование \ Прикладные вопросы Математическое моделирование в управлении, образовании и здравоохранении
Проект ориентирован на решение локальной задачи – развитие и применение методов моделирования в востребованных секторах рынка. Ставит...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconЖурнал «Банковские технологии», февраль 2003 Практический опыт имитационного моделирования в банке
Имитационное моделирование универсальный метод оценки финансовых рисков. Если взглянуть шире, имитационное моделирование можно рассматривать...
Моделирование амплитудно-модулированных сигналов iconNm-review | Моделирование \ Прикладные вопросы Математическое моделирование в управлении, образовании и здравоохранении
Проект ориентирован на решение локальной задачи – развитие и применение методов моделирования в востребованных секторах рынка. Ставит...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы