Raspunsul amplificatoarelor trece banda la semnale MA

Raspunsul amplificatoarelor trece banda la semnale MA

1. Obiectul lucrarii

Analiza raspunsului unui amplificator trece banda, cu circuit derivatie, circuit cuplat slab si respectiv circuit cuplat strans, la semnale modulate in amplitudine cu oscilatii armonice.

2. Aspecte teoretice

Consideram un circuit cu factorul de transfer

. (1)

Presupunem ca la intrarea lui se aplica se aplica un semnal sinusoidal cu modulatie de amplitudine cu expresia:

(2)

unde m este o constanta aleasa astfel ca , iar este frecventa unghiulara a semnalului purtator. Daca semnalul modulator este armonic obtinem:

(3)

unde este frecventa unghiulara a semnalului modulator, m este gradul de modulatie, iar amplitudinea semnalului purtator.

Gradul de modulatie poate fi determinat cu relatia:

(4)

unde si sunt amplitudinile maxime si minime ale semnalului modulat.

Raspunsul unui circuit, cu factorul de transfer (1), la un semnal MA este:

(5)

Daca factorul de transfer al circuitului indeplineste conditiile:

(6)

expresia raspunsului poate fi scrisa astfel:

(7)

Raspunsul este, deci, tot un semnal MA cu gradul de modulatie :

. (8)

3. Desfasurarea lucrarii

a) Se masoara caracteristicile amplitudine-frecventa ale amplificatorului petru cele trei pozitii ale comutatorului. Se obtin urmatoarele tabele:

- pentru amplificator cu circuit derivatie (CD)

- pentru amplificator cu circuite cuplate slab(g<1) (CC1)

- pentru amplificator cu circuite cuplate strans(g>1) (CC2)

In continuare se reprezinta grafic raportul pentru pozitiile CD si CC1 si respectiv raportul pentru pozitia CC2 in functie de deviatia de frecventa

. Raportul este dat de relatia: ().

b) Se analizeaza experimental variatia gradului de modulatie al semnalului la iesirea amplificatorului functie de frecventa modulatoare pentru cele trei tipuri de circuite:

- CD

- CC1

- CC2

S-au folosit formulele:

.

Pentru calcularea gradului de modulatie teoretic se cunoaste ca iar raportul se determina din graficele trasate la punctul anterior, deoarece .

Se obtin urmatoarele grafice:

4. Intrebari

a) De ce este necesar ca frecventa semnalului purtator sa fie egala cu frecventa de rezonanta a amplificatorului trece banda?

Fie amplificatorul trece banda cu circuit derivatie cu factorul de transfer:

unde este o constanta ce depinde de parametrii circuitului, x este dezacordul generalizat ce depinde de frecventa de rezonanta, de factorul de calitate si de frecventa curenta:

Pentru ca raspunsul la un semnal modulat in amplitudine sa fie tot un semnal modulat in amplitudine trebuie sa fie indeplinite conditiile (6). Pentru aceste conditii sunt indeplinite:

adevarat.

b) Sa se calculeze frecventa maxima de modulatie care asigura valabilitatea aproximarii de banda ingusta.

Trebuie ca:

dar in calculele noastre se foloseste ca frecventa de lucru, deci:

unde s-a considerat ca lucram pe circuitul acordat pe purtatoare. Conditia o putem considera satisfacuta daca , deci pentru frecvente de rezonanta de 400 kHz (din tabelele de mai sus ) frecventa semnalului modulator poate fi in jurul a 40 kHz.

d) Apar diferente intre caracteristicile si ? Daca da, care sunt cauzele lor?

Intre caracteristicile gradului de modulatie in functie de frecventa semnalului modulator apar unele diferente mici ale caror cauza sunt masurarea imprecisa de pe ecranul osciloscopului a diviziunilor ce intervin in calculul gradului de modulatie calculat experimental, determinarea imprecisa a raportului din graficele in functie de .

e) De la masuratori de grad de modulatie cu osciloscopul semnalul trebuie sa cuprinda 30 de diviziuni mici pe ecran?

S-a ales 30 de diviziuni pentru a se masura cu precizie buna gradul de modulatie, folosindu-se la maxim ecranul osciloscopului.

g) De ce apar asimetrii ale graficelor trasate la punctul 3 a) ?

Graficele trasate apar asimetrice deoarece pe langa modulatia in amplitudine apare si modulatie in faza.

5. Aplicatii

a) Se considera un amplificator cu circuite derivatie pentru care Sa se determine frecventa semnalului modulator pentru care daca

Daca , atunci unde