Лабораторная работа Модуляция и детектирование электромагнитных колебаний. Цель работы: Углубить представления о принципах радиосвязи, про-вести экспериментальные наблюдения процессов модуляции и детектирования. Оборудование: Учебно-лабораторный стенд по теме работы. Ход работы.Работа выполняется на стенде, содержащим четыре блока: блок питания, генератор незатухающих колебаний высокой частоты, модулятор и демодуля-тор (детектор) наблюдения производят при помощи электронного осциллогра-фа. Часть 1. Модуляция. Процесс управления высокочастотными колебаниями при передаче речи, музыки или телевизионных сигналов называется модуляцией.
Переменный ток в антенне передатчика называется током несущей частоты, его зависимость от времени выражается через уравнение , где – амплитуда тока; – частота тока; - фаза тока. Передаваемый сигнал может воздействовать на одну из этих величин, в соответствии с этим различают амплитудную , частотную и фазовую моду-ляцию.Амплитудная модуляция.
Она наиболее часто применяется при передаче сигналов звуковой частоты. Амплитуда тока высокой частоты изменяется под воздействием звуковых колебаний, как это показано на рисунке Рис.1. Как видно из рисунка 1, несущая частота остается неизменной, а ампли-туда изменяется в такт со звуком.Для количественной оценки применяют ко-эффициент модуляции, равный отношению прироста амплитуды тока несу-щей частоты к амплитуде тока до модуляции: %. Нормальной работе соответ-ствует коэффициент модуляции от 30 до 80 %. Процесс амплитудной модуляции не является простым сложением двух колебаний, он значительно сложнее.
Состав модулированного колебания можно представить как сумму нескольких высокочастотных колебаний с разными час-тотами и амплитудами.В простейшем случае, когда низкочастотное модули-рующее колебание имеет частоту F и синусоидальную форму, модулирование (результирующее колебание) содержит три составляющих: несущую частоту f ; колебание и колебание . Если звук содержит множество частот (музыка, оркестр), то это приводит к расширению полосы частот.
Так например, при пе-редаче звука речи полоса частот передатчика достигает 6кГц, для высококаче-ственной передачи музыки (частота до 15кГц) спектр частот расширяется до 30кГц. Схема амплитудной модуляции.Амплитудная модуляция осуществляется в одном из каскадов передатчи- ка (рис. 2 ) Высокую (несущую) частоту вырабатывает генератор незатухаю-щих колебаний, собранный на базе транзистора по трехточечной схеме.
Его ко-лебательный контур состоит из катушки индуктивности Lг и конденсатора Сг. Меняя индуктивность перемещением сердечника в катушке, можно изменять частоту генерации в пределах 15 – 25кГц. Электропитание схемы генератора осуществляется от источника постоянного тока 10 – 12В. В цепи питания гене-ратора располагается вторичная обмотка трансформатора Тр2, а на его первич-ную обмотку подается низкочастотное модулирующее напряжение с трансфор-матора Тр1. Резистор R3 выполняет роль регулятора глубины модуляции, по-скольку он определяет величину переменного напряжения на первичной, а, следовательно, и на вторичной обмотке трансформатора Тр2. В свою очередь напряжение вторичной обмотки снимается с вторичной обмотки сетевого трансформатора . Это же напряжение выпрямляется мостовой полупроводни-ковой схемой, его пульсации сглаживаются фильтром на основе резистора и двух конденсаторов, и в качестве питания подается на генератор несущей частоты.