1
1
Instrukcję opracował M.Sawicki – przy opracowaniu wykorzystano pracę dyplomową „Odbiornik radiowy- model
dydakryczny” Dobrzyńska K, Łazicki P, Pakaliński T ZSEiT Olsztyn 2002/2003
Uaktualnienie: 16.03.2011
Instrukcja ćwiczenia:
BADANIE ODBIORNIKA RADIOWEGO AM typu RADMOR 5421 – wersja 2011
Spis treści
Wprowadzenie do pomiarów................................................................................................................ 2
Schemat blokowy przykładowego odbiornika radiowego.................................................................. 2
Parametry odbiornika Radmor 5421AM ........................................................................................... 3
Instrukcja ćwiczenia................................................................................................................................. 4
1.
Pomiar zakresów częstotliwości odbieranych przez odbiornik ...................................................... 4
2.
Pomiar czułości użytkowej ograniczonej szumami........................................................................ 5
3.
Pomiar charakterystyki selektywności odbiornika metodą jednosygnałową................................... 5
4.
Badanie demodulatora AM ........................................................................................................... 6
2
2
Wprowadzenie do pomiarów
Schemat blokowy przykładowego odbiornika radiowego
3
3
Parametry odbiornika Radmor 5421AM
Odbiornik Radmor 5421 jest tunerem AM o następujących parametrach technicznych:
Zakresy odbieranych częstotliwości:
fale długie
148 - 285 kHz
fale średnie
525 - 1610 kHz
fale krótkie:
13m
21,45 - 21,85 MHz
16m
17,55 - 17,90 MHz
19m
15,10 - 15,60 MHz
25m
11,65 - 12,05 MHz
31m
9,50 - 9,90 MHz
41m
7,10 - 7,30 MHz
49m
5,95 - 6,20 MHz
Czułość użytkowa przy S/N=20dB:
z anteny ferrytowej:
fale długie
<0,8 mV/m
fale średnie <0,5 mV/m
z anteny zewnętrznej:
fale długie
< 200 µV
fale średnie
< 100 µV
fale krótkie
< 25 µV
Selektancja
> 40 dB
Tłumienie sygnałów lustrzanych:
fale długie
> 40 dB
fale średnie i krótkie
> 35dB
Największy użytkowy sygnał wejściowy:
fale długie
> 500 mV
fale średnie i krótkie
> 300 mV
Pasmo przenoszenia (-3dB)
150 - 2500 Hz
Zniekształcenia nieliniowe < 2%
Znamionowe napięcie wyjściowe
0,5V
Zasilanie
220V, 50Hz
Pobór mocy 8 W
Wymiary
505 x 330 x 65 mm
Masa 5,2 kg
Wygląd odbiornika:
Literatura uzupełniająca:
Urządzenia radiowe- H.Chaciński
Radioelektronika dla praktyków- T.Masewicz
Podstawy radiotechniki i telewizji- A.Suchanek
4
4
Instrukcja ćwiczenia.
Cel ćwiczenia możesz uznać za osiągnięty jeśli:
-
Znasz schemat blokowy OR AM i przeznaczenie bloków
-
Znasz zasady modulacji i demodulacji AM
-
Rozumiesz schemat ideowy i potrafisz lokalizować zasadnicze bloki i elementy na schemacie
oraz wyjaśnić ich przeznaczenie
-
Umiesz pokazać drogę różnych sygnałów na schemacie ideowym
-
Umiesz dokonać pomiaru podstawowych parametrów odbiornika, m/innymi: czułości, zakresu
odbieranych częstotliwości, tłumienia częstotliwości lustrzanej, selektywności, (bez instrukcji
ćwiczenia) mając do dyspozycji schemat ideowy i wybraną przez siebie aparaturę pomiarową
-
Potrafisz diagnozować usterki w odbiorniku AM i tworzyć algorytm naprawy i sprawdzeń
(projekt realizacji prac)
Jeśli posiadłeś opisane umiejętności to jesteś bardzo dobry z odbiornika radiowego AM i możesz
spokojnie zdawać egzamin na tytuł technika.
Uwagi do pomiarów:
Przed wykonywaniem pomiarów zapoznać się z generatorem sygnałowym używanym w ćwiczeniu
(instrukcja generatora) aby nie dokonywać zbędnych wielokrotnych manipulacji (działania na zasadzie
przypadku) prowadzących w efekcie do wcześniejszego zużycia aparatury a czasami wręcz uszkodzenia.
W przypadku niejasności zwracać się o pomoc do prowadzącego zajęcia
Zabronionym jest dokonywanie jakichkolwiek manipulacji we wnętrzu odbiornika
Podłączanie przyrządów najbezpieczniej jest dokonywać przy wyłączonym urządzeniu badanym
zwracając uwagę, aby podłączenie było pewne, nie spowodowało zwarć w obwodzie jak również nie
spowodowało blokowania elementów ruchomych urządzenia
1. Pomiar zakresów częstotliwości odbieranych przez odbiornik
Założenia:
Przyrządy:
generator sygnałowy
Opis pomiaru:
Ten punkt ćwiczenia ma na celu poznanie obsługi generatora przez każdego uczestnika ćwiczenia
oraz sprawdzenie jednego z podstawowych parametrów odbiorników radiowych.
Sygnał z generatora sygnałowego wcz typu SG-1200 należy doprowadzić poprzez sztuczną antenę do
wejścia AM odbiornika. W generatorze sygnałowym, sygnał w.cz (poziom wyjściowy max - Egmax)
należy zmodulować (AM) napięciem mcz o częstotliwości Fm=1kHz do głębokości m=30.
Odbiornik przełączyć na zakres fal długich i ustawić odbiór w lewej skrajnej części skali.
Generatorem dostroić się do odbiornika (słyszany w głośniku 1kHz) i odczytać z generatora, jaka
częstotliwość odpowiada temu miejscu na skali odbiornika.
Zmienić dostrojenie odbiornika na skrajną prawą część skali i analogicznie jak poprzednio ustalić jaką
częstotliwość odbiera OR w tym miejscu.
Dokonać analogicznych pomiarów dla zakresu fal średnich przy założeniach: Eg=90dB, m=60%,
Fm=400Hz
Wnioski:
Przedstawić pomiary zakresów w postaci tabeli
Porównać wyniki z danymi fabrycznymi oraz z innymi odbiornikami AM
Na czym polega modulacja AM.
Cechy (własności) AM.
5
5
2. Pomiar czułości użytkowej ograniczonej szumami.
Technika pomiaru zastosowana w tym ćwiczeniu jest niezbyt dokładna z uwagi na silne zakłócenia
panujące w pracowni i brak możliwości odseparowania się od nich (wskazanym byłoby zastosowanie
„klatki” ekranującej przed wpływem zakłóceń). Dla uproszczenia techniki pomiaru przyjęto, że czułość
będziemy określać jako najmniejsze napięcie wejściowe odbiornika przy którym napięcie na wyjściu
odbiornika będzie większe od napięcia zakłóceń i szumów o 20dB (10x większe)
Założenia:
Przyrządy:
Generator sygnałowy, Miernik napięcia AC (dB), miernik zniekształceń h.
Opis pomiaru
Sygnał z generatora sygnałowego wcz typu SG-1200 należy poprzez sztuczną antenę doprowadzić do
wejścia antenowego AM odbiornika. Przełącznik anten (tylna ścianka odbiornika) ustawić na DŁ, SR.
Woltomierz i miernik zniekształceń przyłączyć do WYJŚCIA m.cz (płyta tylna odbiornika).
W tunerze wcisnąć przycisk włączający fale długie. W generatorze sygnałowym sygnał w.cz (poziom
wyjściowy max- Egmax) należy zmodulować(AM) napięciem m.cz. o częstotliwości 1kHz do głębokości
m=30.
Dostroić wstępnie częstotliwość fs generatora sygnałowego do częstotliwości odbiornika leżącej w lewej
części skali (brak stacji nadawczej oraz możliwie małe szumy) na „słuch” lub na wskaźnik poziomu
sygnału a następnie precyzyjnie na najmniejsze zniekształcenia h (patrz instrukcja miernika h).
Dalszy pomiar wykonywać przy możliwie wyciszonym głośniku.
Pomierzyć napięcie wyjściowe całkowite U
S+N+Z
(S+N+Z) przy włączonej modulacji a następnie napięcie
wyjściowe U
N+Z
przy modulacji wyłączonej (N+Z) – przyjęte oznaczenia: S – sygnał, N – szumy, Z –
zakłócenia.
Zmniejszać sygnał (Eg) z generatora co 10 dB do wartości 0dB i podobnie wykonywać pomiar napięć
na wyjściu (S+N+Z i N+Z).
Pomiar czułości przeprowadzić analogicznie dla częstotliwości odbiornika leżących w środkowej i prawej
części skali w miejscu gdzie nie słychać żadnych stacji nadawczych (małe szumy).
Wartość napięcia z generatora Egcz [powszechne w dB, czasami w V] przy której napięcie wyjściowe
U
S+N+Z
będzie większe o 20dB od U
N+Z
uznamy jako czułość użytkową odbiornika ograniczoną szumami.
Wnioski:
Wyniki przedstawić w tabeli zawierającej Eg [dB], U
S+N+Z
[dB], U
N+Z
, [dB], U
S+N+Z
[dB]U
N+Z
[dB],
Sporządzić wykresy U
S+N+Z
[dB]=f(Eg) oraz U
N+Z
, [dB]=f(Eg) w jednym układzie współrzędnych z
zaznaczeniem na wykresie Egcz
Wypisać Egcz dla poszczególnych zakresów i częstotliwości
Sporządzić wykres Eg
cz
=f(f
s
) (na podstawie 3 pomiarów) dla poszczególnych zakresów i
częstotliwości. W ten sposób uzyskamy krzywą obrazującą zależność czułości użytkowej od
poszczególnych częstotliwości (dwie boczne, jedna środkowa) dla danego zakresu fal odbiornika.
Jak powinny wyglądać te charakterystyki dla odbiornika o bardzo dobrych parametrach
Porównać uzyskane czułości na poszczególnych zakresach, z fabrycznymi oraz z innymi
odbiornikami
Wyjaśnij pojęcie czułości ograniczonej szumami - co daje duża czułość odbiornika.
Jakie znasz inne rodzaje czułości – objaśnij ich pojęcia.
3. Pomiar charakterystyki selektywności odbiornika metodą jednosygnałową.
Metoda pomiaru zastosowana w ćwiczeniu jest metodą przybliżoną ale obrazującą zdolność odbiornika
do wydzielania określonych sygnałów. Wyniki pomiarów są o około 10dB gorsze od rzeczywistych
parametrów odbiornika. Metodą dokładniejszą jest metoda z wykorzystaniem dwóch generatorów (jeden
z nich pełni funkcję generatora zakłócającego – metoda dwusygnałowa).
6
6
Założenia:
Przyrządy:
Generator sygnałowy, woltomierz AC [dB], Miernik zniekształceń „h”
Opis pomiaru
Sygnał z generatora sygnałowego wcz typu SG-1200 należy doprowadzić poprzez sztuczną antenę do
wejścia AM odbiornika. (Uwaga: przełącznik anten w pozycję „KR”). Wejście miernika h oraz
woltomierz przyłączyć do WYJŚCIA m.cz (płyta tylna odbiornika).
W tunerze wcisnąć przycisk włączający fale krótkie 13m (uwaga: włączyć „programowanie”). W
generatorze sygnałowym, sygnał w.cz (poziom wyjściowy Eg=50dB) należy zmodulować(AM)
napięciem m.cz. o częstotliwości 1kHz do głębokości m=30.
Dostroić wstępnie częstotliwość fs generatora sygnałowego do częstotliwości odbiornika na słuch a
następnie precyzyjnie na najmniejsze zniekształcenia wskazywane przez miernik h.
Dalszy pomiar wykonywać przy możliwie wyciszonym głośniku.
Następnie należy stopniowo odstrajać generator sygnałowy (Δf ±12kHz) co 1kHz w stronę mniejszych i
większych częstotliwości aż do zaniku sygnału (Uwy=min), odczytując za każdym razem wartość
Uwy[dB].
Wnioski:
Wyniki pomiarów nanieść na wykres, gdzie na osi odciętych (x) zaznaczyć odstrojenie Δf a na osi
rzędnych (y) poziom Uwy w dB.
Wyznaczyć selektancję dla odstrojenia B=±9kHz i porównaj z danymi fabrycznymi oraz z innymi
odbiornikami
Co praktycznie oznacza dobra selektancja (selektywność) urządzeń odbiorczych
Co ma wpływ na selektywność odbiornika.
Rysunek objaśniający wyznaczanie selektancji przy krzywej selektywności niesymetrycznej
4. Badanie demodulatora AM
Założenia:
Przyrządy :
Generator sygnałowy, Miernik zniekształceń „h, woltomierz AC
W ogólnym przypadku poziom zniekształceń harmonicznych na wyjściu demodulatora odbiornika
zależy od wielu parametrów sygnału w.cz,z których najistotniejsze to: częstotliwość modulująca, poziom
sygnału w.cz. oraz współczynnik głębokości modulacji. Przy pomiarze zależności współczynnika
zniekształceń harmonicznych od jednego z tych czynników pozostałe pozostają niezmienne np.:
zmieniana częstotliwość modulacji fm od 50Hz do 10kHz , gdzie pozostałe parametry sygnału to
E
g
=90dB, m=30
zmienny współczynnik głębokości modulacji m od 10% do max, gdzie pozostałe parametry sygnału
to E
g
=90dB i fm=1kHz.
zmienny poziom sygnału Eg od 99dB do 40dB, gdzie pozostałe parametry sygnału to m=30% i
fm=1kHz.
Selektancja = 1/2(U
+
+U
-
)
7
7
Wyniki pomiarów h[%] można przedstawić w postaci wykresów: h=f(fm) ,h=f(m) i h=f(Eg).
My zajmiemy się zbadaniem wpływu głębokości modulacji sygnału AM na jakość
zdemodulowanego sygnału.
Opis pomiaru:
Sygnał z generatora sygnałowego typu SG-1200 należy doprowadzić poprzez sztuczną antenę do wejścia
AM odbiornika (przełącznik anten na „Dł, Sr”). Wejście miernika h i miernika napięcia przyłączyć do
WYJŚCIA m.cz (płyta tylna odbiornika). W tunerze wcisnąć przycisk włączający fale średnie. W
generatorze sygnałowym sygnał w.cz (poziom wyjściowy max- Egmax) należy zmodulować(AM)
napięciem m.cz. o częstotliwości 1kHz do głębokości m=60.Pomiar przeprowadzić dla częstotliwości
odbiornika leżącej w środkowej części skali (w pobliżu nie może być stacji).
Dostroić wstępnie częstotliwość fs generatora sygnałowego do częstotliwości odbiornika na słuch a
następnie precyzyjnie na najmniejsze zniekształcenia wskazywane przez miernik h.
Dalszy pomiar wykonywać przy możliwie wyciszonym głośniku.
Pomierzyć napięcie wyjściowe mcz [mV] i zniekształcenia h [%] dla m=60% a następnie zmniejszać „m”
co 10% mierząc ponownie napięcie i zniekształcenia (proszę pamiętać, że zmiana wartości napięcia
wejściowego miernika h typu PMZ wymaga przy mierzeniu h każdorazowej kalibracji miernika h)
Wnioski:
Sporządzić wykres h=f(m) i Umcz=f(m),
ocenić jego liniowość – jak wygląda ta charakterystyka dla idealnego demodulatora
do czego służy demodulator
wyjaśnij zasadę działania demodulatora zastosowanego w odbiorniku.