Лабораторная работа №4. Исследование детектора АМ – колебаний

Исследование детектора АМ – колебаний

Цель работы

Учащиеся должны:

1.1. Измерить и определить основные параметры диодного детектора АМ – сигнала.

1.2. Исследовать влияние нагрузки на параметры детектора.

1.3. Изучить причины нелинейных искажений, возникающих при детектировании АМ – колебаний.

Краткое пояснение по использованию макета “Детектор АМ – сигналов” Б060I

1. При выполнении работы используется часть схемы макета согласно рисунку 4.1

Рисунок 4.1

2. Детектор собран на диоде VD1 (Д2Е) по схеме последовательного диодного детектора.

Через переключатель S4 подключается либо разделенная нагрузка, состоящая из резисторов R4, R5 и конденсатора С5, либо нагрузка из R3 и С5. С помощью переключателя S6 можно изменять величину емкостной составляющей нагрузки за счет конденсатора. Конденсатор С7 является разделительным, через который низкочастотная составляющая продетектированного сигнала поступает на вход I – го каскада УЗ4, эквивалентом которого в приведенной схеме является резистор R8.

С помощью переключателя S7 в нагрузку можно передавать полный низкочастотный сигнал или часть сигнала, снимаемого с резистора R5 (режим разделенной нагрузки).

Элементы макета неуказанные на рис. №I и показанные штриховыми линиями в настоящей работе не используются.

3. Данные используемых элементов макета:

3 = 10 кОм; С4 = 3300 пФ;

4 = 2, 7 кОм; С5 = 1000 пФ;

5 = 5, 1 кОм; С6 = 2 мкФ;

8 = 2, 2 кОм; УI = Д2Е;

Краткое содержание работы

1. При выполнении работы необходимо:

1.1. Зарисовать осциллограммы напряжений на входе детектора при одинаковой частоте развертки осциллографа, на которой необходимо получить 2…3 периода сигнала низкой частоты.

1.2. Снять зависимости выходного напряжения детектора и коэффициента передачи детектора от входного сигнала при различных сопротивлениях нагрузки.

1.3. Исследовать влияние разделительного конденсатора и эквивалента Rвх. УЗ4 R8 на форму продетектированного сигнала.

1.4. Определить верхнюю модулирующую частоту входного сигнала, при котором наступают нелинейные искажения в форме выходного сигнала.

1.5. Исследовать влияние изменения емкостной составляющей нагрузки на процессе детектирования.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему измерений согласно структурной схеме см.рисунок 4.2.

Рисунок 4.2.

2. На макете УПЧ выключатели SI и S3 установить в положение ''Выключено'', переключатели S2 и S4 – в верхнее (по схеме) положение.

3. На макете ''Детектор АМ – сигналов'' Б060I.

3.1. Выключатели SI и S2 – в положение ''Выключено'' (как указано на схеме макета).

3.2. Переключатели S3 и S4 установить на подключение к гнезду ''X5'' и резистору R3.

3.3. Переключатель S6 – вправо (по схеме), S7 – как указано на схеме, выключатель S8 – в положение ''Выключено'' (как указано на схеме).

4. Предъявить скоммутированную схему преподавателю или лаборанту, после чего, установить органы управления ГВЧ на минимум выходного в.ч. сигнала, подать питание на макеты и измерительные приборы. Следить за тем, чтобы стрелки электронных вольтметров (В3 – 56) не выходили за пределы шкалы.

5. Подать от ГВЧ сигнал на вход УПЧ частотой f_пр = 465. Незначительным изменением частоты генератора добиться максимального напряжения на выходе УПЧ, контролируемого по вольтметру ''Uвх''. Установить с помощью ГВЧ уровень этого напряжения примерно 1 вольт.

Включить внутреннюю модуляцию генератора (Fм =1000 Гц) и коэффициент модуляции

m = 50%.

Получить на осциллографе осциллограмму выходного напряжения детектора в 2…3 периода сигнала низкой частоты. Зарисовать эту осциллограмму. Затем при этой же частоте развертки

осциллографа зарисовать осциллограмму на входе детектора, переключив осциллограф на гнездо Х10 и ХII макета УПЧ.

6.Снять зависимость выходного напряжения детектора и коэффициента передачи от входного напряжения несущей частоты при различных значениях емкостной составляющей нагрузки.

Данные занести в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

К_д

7. При уровне входного сигнала U_вх = 1В снять осциллограммы выходного напряжения при нагрузке R3, C5 и R3, (C4 + C5).

8. Выполнить работу по п.п. 4.6. и 4.7 при подключенном резисторе R8.

9. Установить переключатели S6 в положение указанное на схеме, а S4 – в противоположное.

Переключатель S7 установить в противоположное положение (Режим разделенной нагрузки).

Осциллограф переключить на гн. XII, XI2. Снять осциллограмму выходного напряжения.

10. Переключатель 6 установить в положение, противоположное указанному на схеме. Все остальное как в пункте 4.9. Снять осциллограмму.

11. Установить глубину модуляции m = 30%. Выполнить работы по пунктам 4.9 и 4.10.

12. Установить глубину модуляции m = 80%. Выполнить работы по п.п. 4.9 и 3.10.

13. При глубине модуляции m = 80% отключить резистор R8 и снять осциллограммы выходного напряжения для обоих положений переключателя S6.

14. Предъявить результаты измерений и наблюдений (осциллограммы) преподавателю. Отключить стенд и измерительные приборы от сети. Разобрать схему. Привести в порядок рабочее место. Сдать измерительные шланги лаборанту.

Содержание отчета

1. Принципиальная схема детектора с данными элементов.

2. Структурная схема установки с данными измерительных приборов.

3. Осциллограммы напряжений с указанием для каждой осциллограммы пункта раздела 4 методики.

4. Результаты исследования зависимости вых и К_д от вх.

4.1. Кривые зависимости вых от вх на одном графике.

4.2. Кривые зависимости К_д от вх на другом графике.

4.3. Краткие выводы по графикам. Выводы согласовать с режимами по нагрузкам.

5. Объяснить расхождения в осциллограммах.

5.1. При различных значениях емкостной составляющей.

5.2. При различных режимах по нагрузке (R8 – отключено, R8 – включено).

5.3. При различных коэффициентах глубины амплитудной модуляции.

После выполнения лабораторной работы студент должен:

1. Уметь измерять основные параметры диодного детектора АМ – сигнала.

2. Оценивать влияние нагрузки на параметры детектора.

3. Знать причины нелинейных искажений, возникающих при детектировании АМ – колебаний.

Литература

Основная:

1. Буланов Ю.А., Усов С.Н. Усилители и радиоприемные устройства. М.: Высшая школа, – 1980.

2. Белкин М.К., Белинский В.Т., Мазер Ю.Л., Терещук Р.М. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств. Киев: Вища школа, – 1982.

3. Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Киев: Наукова думка, – 1981.

Дополнительная:

4 Кризе С.Н. Усилительные устройства. М.: Связь, – 1968.

5 Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Спарвочник радиолюбителя-коротковолновика. Киев: Технiка, – 1984.

6 Гершунский Б.С. Расчет основных электронных и полупроводниковых схем в примерах. Издательство киевского университета, – 1968.