Grupa E2C1N1	Podgrupa 4	Data wykonania ćwiczenia 3.11.2014	Ćwiczenie prowadził dr inż. Leszek Kachel
Skład podgrupy z podkreśleniem nazwiska wykonawcy sprawozdania: Agnieszka Zalewska Michał Twarowski Damian Korzeniowski		Data oddania sprawozdania:	Ocena: ............................ Podpis: ...........................
Temat ćwiczenia: Badanie toru pośredniej częstotliwości i demodulatora FM odbiornika radiotelefonu.

1. Schematy blokowe układów pomiarowych.

1. Określenie czułości wzmacniacza I częstotliwości pośredniej, pomiar charakterystyki amplitudowej,

wzmocnienia w zakresie liniowej pracy oraz zakresu dynamiki sygnału wejściowego wzmacniacza

I częstotliwości pośredniej.

1.2. Pomiar selektywności sąsiedniokanałowej wzmacniacza I częstotliwości pośredniej.

1.3. Pomiar wzmocnienia II stopnia przemiany częstotliwości.

1.4. Pomiar charakterystyki ograniczania amplitudy toru II częstotliwości pośredniej, detekcji demodulatora FM.

1.5. Pomiar charakterystyki statycznej demodulatora FM.

2. Wykaz przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu:

Lp.	Nazwa przyrządu	Typ	Firma	Numer fabryczny
1	Częstościomierz	C 573	Meratronik	4567
2	Generator	KZ1118	Zopan	4863
3	Generator w.cz.	G4-116	CCCP	664-0
4	Generator AM FM	MS-200H	Schomandl	22A-206
5	Oscyloskop	X1-48	CCCP	6596
6	Miliwoltomierz AC	V 644	Meratronik	65973
7	Miliwoltomierz AC	V 644	Meratronik	65974
8	Miernik cyfrowy	V 553	Meratronik	4570
9	Mikrowoltomierz selektywny	HHV-4	INCO	368/77
10	Oscyloskop	C1-99	CCCP	6327
1	Częstościomierz	C 573	Meratronik	4567
2	Generator	KZ1118	Zopan	4863

3. Wyniki pomiarów i obserwacji.

3.1 Obserwacja charakterystyk wybranych stopni toru p.cz. i demodulatora. (Przebieg charakterystyk przerysować na papier milimetrowy).

3.2. Określenie czułości wzmacniacza I częstotliwości pośredniej

(Położenie przełączników: P₁ → 0, P₂ → 1, P₃ → 1, P₄ → 0).

U _WECZ = 10 [μV];

3. Pomiar charakterystyki amplitudowej, wzmocnienia w zakresie liniowej pracy oraz zakresu dynamiki sygnału wejściowego wzmacniacza I częstotliwości pośredniej

(Położenie przełączników jak w pkt. 3.2.).

Wybór poziomu odniesienia:

a) dla PO= 100 mV

gdzie: PO- poziom odniesienia

Tabela pomiarowa dla przypadku a)

f _gen = 10,7 MHz

UWE	μV	3,2	5,0	10,0	15,8	31,6	100,0	177,8	1000,0	3162,3	10000
UWE	dB	-90	-86	-80	-76	-70	-60	-55	-40	-30	-20
UWY	mV	0,05	0,07	0,12	0,3	0,42	0,7	1,8	7	35	100
UWY	dB	33,98	36,90	41,58	49,54	52,46	56,90	65,11	76,90	90,88	100,00
Gu1pcz	dB	23,98	22,90	21,58	25,54	22,46	16,90	20,11	16,90	20,88	20,00

UWE	mV	12589,3	15848,9	19952,6	25118,9	31622,8	50118,7	63095,7	79432,8	89125,1	100000
UWE	dB	-18	-16	-14	-12	-10	-6	-4	-2	-1	0
UWY	mV	150	200	250	340	420	660	830	900	1100	1300
UWY	dB	103,52	106,02	107,96	110,63	112,46	116,39	118,38	119,08	120,83	122,28
Gu1pcz	dB	21,52	22,02	21,96	22,63	22,46	22,39	22,38	21,08	21,83	22,28

3.4.Pomiar selektywności sąsiedniokanałowej wzmacniacza I częstotliwości pośredniej

(Położenie przełączników jak w pkt. 3.2.).

U_s=10 [μV] = 80[dB], U_ks-25kHz=6 [mV] ; U_ks+25kHz= 5[mV]

A _ks-25kHz = 76[dB]; A _ks+25kHz =74[dB];

3.5.Pomiar wzmocnienia II stopnia przemiany częstotliwości

(Położenie przełączników: P₁ , P₂ , P₃ → 0, P₄ → 1).

Uwe=1mV Uwy= 49 mV

G_U= 49[V/V]; G_U = 33,8 [dB];

6. Pomiar charakterystyki ograniczania amplitudy toru II częstotliwości pośredniej

(Położenie przełączników jak w pkt. 3.5.).

f_we = 10,7 MHz; Δf = 3,0 kHz; F = 1kHz

UWE	μV	1	1,7	2,2	3,1	3,9	5	6,3	7,9	10	12,5
UWE	dB	-100	-95	-93	-90	-88	-86	-84	-82	-80	-78
UWY	mV	1,4	1,9	2,2	3,2	4,2	5,5	7,3	9,6	12,6	16
UWY	dB	62,92	65,58	66,85	70,10	72,46	74,81	77,27	79,65	82,01	84,08

UWE	μV	15	19	25	39	79	100	120	310	398	631
UWE	dB	-76	-74	-72	-68	-62	-60	-58	-50	-48	-44
UWY	mV	20,4	2,53	30,,9	36,3	51,7	53,3	54,1	55,4	55,5	55,57
UWY	dB	86,19	68,06	#ARG!	91,20	94,27	94,53	94,66	94,87	94,89	94,90

Określić wartość napięcia progu ograniczania w oparciu o wykreślony przebieg pomierzonej charakterystyki:

U_weprog = 35[ μV]

3.7.Pomiar charakterystyki statycznej demodulatora FM

(Położenie przełączników jak w pkt. 3.5.).

U_we= 70[μV];

fS	MHz	10,65	10,655	10,66	10,665	10,67	10,675	10,68	10,685	10,69	10,695
Uwy=	mV	90	114	146	187	237	292	330	320	247	131

fS	MHz	10,7	10,701	10,702	10,705	10,71	10,715	10,72	10,725	10,73	10,735	10,74
Uwy=	mV	1,8	-24	-49	-120	-202	-210	-164	-110	-64	-34	-16

z charakterystyki : ΔU_wy=530 mV; Δf_s=20 kHz ; Sd= 26,5 [mV/kHz]

3..8. Pomiar charakterystyki detekcji demodulatora FM

Położenie przełączników jak w pkt. 3.5.).

f_we = .. 10,7 [MHz]; U_we= 70[μV]; F = 1[kHz]

Δf	kHz	1	2	3	4	5	6	7	8	10	12	14
Uwyd	mV	18	36	54	71	88	104	120	136	164	187	205

Δf	kHz	16	18	20	22
Uwyd	mV	220	226	227	225

WZORY wykorzystane do obliczeń:

U_{WE [μV]} = PO _[mV] 10³ •


U_{WE [mV]} = PO_[mV] •


Wnioski

W wykonanym ćwiczeniu zbadany został tor pośredniej częstotliwości odbiornika FM w którym zachodzi dwukrotna przemiana częstotliwości. W wykonanym ćwiczeniu szczególną uwagę zwrócono na demodulator FM znajdujący się za torem II częstotliwości pośredniej.

Przebieg ćwiczenia podzielono na poszczególne podzadania w celu usystematyzowania pomiarów. W pierwszej części zmierzono czułość badanego odbiornika, która wyniosła U _WECZ = 10 [uV] oraz charakterystykę amplitudową dla poziomu odniesienia 100 [mV]. W teorii charakterystyka ta ( w skali logarytmicznej) jest praktycznie liniowa w całym badanym zakresie. Dzięki temu , mamy pewność, że pierwszy tor pośredniej częstotliwości nie wnosi nam nadmiernych zniekształceń, których efektem mogłoby być uniemożliwienie zrozumienia mowy zdemodulowanej z odebranego sygnału. Z charakterystyki amplitudowej jednak widać, iż układ wnosi niewielkie zniekształcenia.

Pomiar charakterystyki wzmocnienia w funkcji napięcia wejściowego jest zbliżona do teoretycznej. Dla szerokiego zakresu zmiana napięć wzmocnienie jest stałe. Ponieważ wyszliśmy z liniowego zakresu zmian w charakterystyce amplitudowej osiągnęliśmy moment w którym wzmocnienie zaczyna opadać.

Jednym z podstawowych właściwości toru pierwszej częstotliwości pośredniej jest zapewnienie odpowiedniej selektywności sąsiedniokanałowej. W celu określenia tego parametru na częstotliwości + 25kHz zbadano tłumienie. Wyniosła ona odpowiednio 74 i 76[dB]. Poziom tłumienia przekraczający 70dB jest bardzo dobrym wynikiem i świadczy o dużej selektywności sąsiedniokanałowej. Jest to ważne z punktu widzenia urządzeń pracujących na zbliżonych kanałach. Gdyby układ nie zapewniał dużej selektywności część sygnału „przeciekała” by do sąsiednich kanałów zniekształcając oryginalny sygnał.

W dalszej części przedmiotem zainteresowania był tor drugiej przemiany częstotliwości. Podstawowym parametrem tego toru jest wzmocnienie które wyniosło 33,8[dB]. Jest ono znacznie większe od wzmocnienia toru pierwszej częstotliwości. Można sobie na nie pozwolić gdyż wiemy, że poprzedni tor odpowiednio wyselekcjonował nam nasz sygnał i przygotował do dużego wzmacniania. Podbicie sygnału musi być na tyle duże by zapewnić poprawną demodulacje w dalszej części urządzenia.

Po zbadaniu wzmocnienia wyznaczyliśmy charakterystykę ograniczania amplitudy toru II .cz. Badany odbiornik wykorzystuje demodulator Fostera-Solaya na który niekorzystnie wpływają zmiany napięcia dlatego w badanym tor powinien zapewniać możliwie stałą wartość napięcia wyjściowego w szerokim zakresie zmian napięcia wejściowego. Wyznaczona przez nas charakterystyka amplitudowa pozwala stwierdzić, że tak też się dzieje w naszym układzie.

W końcowym etapie zbadany został sam demodulator FM umieszczony na wyjściu torów przemiany. W tym przypadku zastosowany został demodulator Fostera-Solaya składa się z ogranicznika amplitudy, dyskryminatora częstotliwości i detektora obwiedni. Kluczowy w tym układzie jest dyskryminator częstotliwości. Jego prace ilustruje wyznaczona przez nas charakterystyka demodulatora. Możemy odczytać z niej zakres zmian napięcia wyjściowego wynoszący około 530[mV] oraz częstotliwości równą 20[kHz], a także szybkość zmian równą 26,5 [mV/kHz]. Do uzyskania jak najlepszej demodulacji zależy nam na jak największym zakresie zmian napięcia wejściowego oraz możliwie liniowym zakresie pracy dla całego pasma sygnału. Parametry tego demodulatora wskazują na dobrą charakterystykę statyczną.

Ostatnim etapem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyki detekcji demodulatora FM. W systemach radiokomunikacji najczęściej stosuje się wąskie pasmo (25kHz) i oraz dewiacje częstotliwości rzędu 5kHz. Takie parametry są wystarczające do poprawnego przesyłania sygnału mowy. Stawia to pewne wymagania dla stosowanego detektora. Powinien on być jak najbardziej liniowy w wspomnianym zakresie. Badany w ćwiczeniu układ spełnia wymagania z nadmiarem bo dopiero przy f_we = 10,7 [MHz] następuje spadek o 1dB.
















---