SEMNALE MODULATE

SEMNALE MODULATE

1. OBIECTUL LUCRARII.

Analiza spectrala a oscilatiilor modulate in amplitudine (MA) si a oscilatiilor modulate in frecventa (MF), cu semnal modulator sinusoidal.

2. ASPECTE TEORETICE.

Vom nota purtatoarea si cu semnalul modulator. De obicei se alege .

Semnalul modulat in amplitudine arata astfel:

unde se numeste grad de modulatie iar, este o constanta specifica modulatorului. In mod normal .

Se constata ca se poate scrie:

care pune in evidenta existenta in spectrul semnalului a trei componente:

- purtatoarea de amplitudine

- componenta laterala superioara, de amplitudine , pe frecventa a

- componenta laterala inferioara, de amplitudine , pe frecventa a

Se observa ca amplitudinea oscilatiei, , variaza intre valorile si de unde rezulta expresia:

(3)

Vizualizand semnalul pe un osciloscop se poate determina folosind formula 3 gradul de modulatie.

In cazul semnalului MF avem relatia:

unde este o constanta specifica modulatorului.

Se noteaza , , unde poarta numele de deviatie de frecventa.

Rezulta:

.

Raportul poarta numele de indice de modulatie. Cu aceasta notatie expresia semnalului devine:

(5).

Expresia de mai sus poate fi scrisa astfel:

de unde este armonica n.

3. DESFASURAREA LUCRARII.

Se realizeaza montajul din figura unde GF este un generator de functiii, GJF este un generator de joasa frecventa, MVS este un milivoltmetru selectiv, MV este un milivoltmetru pentru masurarea tensiunii iar, OSC este un osciloscop:

Masurari asupra semnalelor MA.

a. Se masoara gradul de modulatie al semnalului MA, cu ajutorul osciloscopului, pentru cele trei valori ale tensiunii modulatoare specificate.

b. Se construieste caracteristica modulatorului m=f(U) si se determina care este panta acestei caracteristici.

Se obtine =0,925.

d. Se masoara componentele spectrale pentru cele trei tensiuni din tabel si se reprezinta cele trei spectre:

Masuratori asupra semnalelor MF.

Se completeaza tabelul de mai jos si se construieste caracteristica .

Se masoara spectrele unor semnale MF pentru Df=2, 5, 10,15, 20kHz. Se foloseste caracteristica determinata anterior Amplitudinea purtatoarei in absenta modulatiei se regleaza initial la nivelul de 0 dB. Valorile masurate se trec in tabel.

Df=2kHz; U=24mV

Df=5kHz; U=62mV

Df=10kHz; U=124mV

Df=15kHz; U=187mV

Df=20kHz; U=249mV

Se vor reprezenta spectrele desenand alaturi componentele masurate si cele calculate.

4. INTREBARI.

a. Cum trebuie sa arate caracteristica ideala a m(U_m) si ce semnificatie are abaterea de la forma ideala?

R: Caracteristica trebuie sa fie o dreapta iar, abaterile apar datorita semnalelor parazite si datorita erorilor de masurare.

b. Ce caracteristici ale osciloscopului pot influenta precizia masurarii gradului de modulatie? Calibrarea treptelor de amplitudine are vreun efect?

R: Scara de masura aleasa si impedanta de intrare a osciloscopului.

c. Sa se evalueze largimea de banda ocupata de spectrele MF masurate (in sensul prezentat in obs. (a) pentru d=0,01). Sa se compare aceste valori cu cele calculate cu relatia .

R:

d. Cum se modifica largimea de banda ocupata de spectrul MF daca se mentine U_m constant si se variaza f_m?

R: Largimea de banda variaza liniar cu f_m (direct proportional).

e. Cum se poate recunoaste cu ajutorul analizei spectrale ca un generator MA produce si o modulatie de frecventa parazita si cum se poate elimina ea?

R: Apar armonici in plus iar,spectrul este nesimetric. Se poate elimina printr-o filtrare trece banda.

f. Prin ce procedee se poate pune in evidenta ca un generator MF produce si o modulatie MA parazita si cum se poate elimina ea?

R: Spectrul este nesimetric iar armonicile sunt usor mai mari decat ar trebui.

g. Cum se poatedetermina caracteristica unui modulator M? utilizand numai un voltmetru cu valori de varf?

R:__________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ _____________

h. Cum se poatedetermina caracteristica unui modulator M? utilizand numai un voltmetru cu valori efective?

R:__________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ _____________

5. APLICATII.

a. La masurarea cu osciloscopul a unui semnal MA se gasesc: A_max=18V, A_min=2V. Se cere valoarea sa eficace.

R: ; ; de unde m=0,8 iar, U₀=10V

b. La masurarea cu milivoltmetrul selectiv a unui semnal MA se constata ca nivelul purtatoarei este cu 20dB mai mare decat al componentelor laterale. Se cere m.

R: A₀-A₁=20 dB; ; de unde m=0,26

c. Ridicand caracteristica unui modulator MF cu metoda extinctiei purtatoarei, se gaseste prima anulare a purtatoarei la U_m=1V. Se reduce U_m la o,1V. Sa se reprezintespectrul semnalului stiind ca U₀=0dB si U_ref=0,775Vef.

R: U₀=0,775 iar, kHz. Spectrul arata ca in figura: