POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA
Wydział Elektryczny
Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej
Instrukcja do zajęć
Temat ćwiczenia:
Badanie odbiornika radiowego AM
Numer ćwiczenia: 4
Laboratorium
SYSTEMY RADIOKOMUNIKACYJNE
Opracował zespół:
dr inż. Maciej Sadowski
dr inż. Norbert Litwińczuk
mgr inż. Marek Garbaruk
Białystok 2007
2
1. Podstawowe parametry odbiornika radiowego AM
1.1 Czułość
Czułość odbiornika jest miarą jego zdolności odbierania słabych
sygnałów i wiernego ich odtwarzania z określoną mocą. Im mniejszy
poziom napięcia wzbudzanego przez fale elektromagnetyczne w antenie
odbiorczej zapewnia normalną pracę urządzenia odbiorczego, tym o
większej czułości możemy mówić.
Czułości nie można jednoznacznie określić za pomocą jednej liczby,
ze względu na zależność jej od wielu różnorodnych czynników, jak np.
wzmocnienie, poziom szumów własnych, szerokość przenoszonego pasma,
poziom mocy wyjściowej, rodzaj modulacji, czy przebieg detekcji. W
związku z tym do scharakteryzowania czułości stosuje się między innymi
następujące określenia:
• czułość użytkowa,
• czułość maksymalna,
• czułość graniczna,
• współczynnik szumów.
Najczęściej korzystamy z definicji pierwszych dwóch parametrów.
Czułość użytkowa jest to najmniejszy poziom sygnału wejściowego, przy
którym uzyskuje się normalną moc wyjściową przy
dopuszczalnym stosunku mocy sygnału użytecznego do
mocy szumów własnych na wyjściu odbiornika.
Czułość maksymalna jest to taki najmniejszy poziom sygnału
wejściowego, przy którym uzyskuje się normalną moc
wyjściową przy ustawieniu wszystkich organów
regulacyjnych na największe wzmocnienie.
1.2 Selektywność
Selektywnością nazywamy zdolność wyodrębniania sygnałów o
żądanej częstotliwości. Zapewnienie jak najlepszej selektywności
odbiornika pozwala na dokładne wydzielenie sygnałów wybranej stacji
radiowej spośród innych sygnałów niepożądanych lub zakłóceń
radioelektrycznych.
Do scharakteryzowania selektywności najczęściej posługujemy się
krzywą selektywności przedstawiającą stosunek napięć: sygnału przy
3
dostrojeniu do sygnału w pewnym odstrojeniu od częstotliwości sygnału
nośnej. Typowa krzywa selektywności przedstawiona jest na rysunku 1.
Rozstrojenie [kHz]
Tłumienie [dB]
0
4
8
-4
-8
20
40
60
80
Rys. 1. Krzywa selektywności odbiornika radiowego
Z przebiegu tej krzywej można wyznaczyć szerokość pasma
przenoszenia przez odbiornik w funkcji częstotliwości. Szerokość ta jest
wyznaczana przy określonym spadku wzmocnienia, zwykle -6dB i -60dB.
Stosunek szerokości pasma dla -60dB i -6dB nazywa się
współczynnikiem kształtu krzywej selektywności.
2. Układ pomiarowy
Celem laboratorium jest zbadanie typowego odbiornika
radiofonicznego sygnałów AM produkcji polskiej typu TARABAN.
Przy badaniu parametrów odbiornika AM najczęściej korzysta się z
poniższego układu pomiarowego:
generator
sygnałowy
sztuczna
antena
odbiornik
badany
miernik
mocy
wyjściowej
Podczas badania odbiorników korzysta się najczęściej z tzw.
znormalizowanego sygnału pomiarowego, czyli sygnału modulowanego
tonem o częstotliwości
f
Hz
mod
= 400
i głębokości modulacji
m
= 30%
.
Natomiast normalną mocą wyjściową nazywamy 10%
maksymalnej mocy znamionowej.
4
3. Przebieg ćwiczenia
3.1. Pomiary czułości
Zmierzyć charakterystykę czułości maksymalnej dla fal długich i
średnich. Pomiar należy wykonać dla znormalizowanego sygnału
pomiarowego f
mod
= 400Hz, m = 30%. Pokrętło barwy tonu w położeniu
zapewniającym maksymalnie płaską charakterystykę przenoszenia. Moc
wyjściową ustalić na poziomie 10% mocy znamionowej.
Pomiary przeprowadzić dla następujących częstotliwości dostrojenia:
fale długie :
160, 180, 200, 220, 240, 260, 280 [ kHz ]
fale średnie :
560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600 [ kHz ]
Należy wykreślić charakterystyki odkładając na osi odciętych w skali
liniowej częstotliwość, a na osi rzędnych w skali liniowej czułość.
3.2. Badanie położenia kanałów zakłócających
Pomiar należy przeprowadzić dla odbiornika dostrojonego do
częstotliwości 1MHz. Poszukiwania kanałów zakłócających należy
przeprowadzić w zakresie częstotliwości od 450kHz do 3.5MHz.
Położenie pokręteł regulacji powinno pozostać takie jak przy pomiarze
czułości.
Określić tłumienie poszczególnych sygnałów zakłócających. Za
miarę tłumienia przyjmujemy stosunek poziomu sygnału zakłócającego
potrzebnego do uzyskania na wyjściu 10% mocy znamionowej do czułości
maksymalnej uzyskanej dla 1MHz.
Wyjaśnić pochodzenie poszczególnych kanałów zakłócających.
3.3. Pomiar charakterystyki ARW
Pomiar należy przeprowadzić dla częstotliwości 1MHz stosując
pomiarowy sygnał znormalizowany. Pomiar należy wykonać dla położenia
pokrętła regulacji wzmocnienia odpowiadającego mocy wyjściowej 2W dla
poziomu wejściowego 500mV.
5
Zmierzyć poziom mocy wyjściowej dla następujących poziomów
napięcia wejściowego :
10, 20, 30, 50, 70, 100, 200, 300, 500, 700 [
µ
V
]
1, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 50, 70, 100, 200, 300, 500 [ mV ]
Wykreślić charakterystykę ARW (oś odciętych - poziom w skali log,
oś rzędnych - moc w skali liniowej). Określić próg zadziałania
automatycznej regulacji wzmocnienia.
3.4 Pomiar selektywności jednosygnałowej
Pomiar należy przeprowadzić dla częstotliwości 1MHz stosując
pomiarowy sygnał znormalizowany. Należy zmierzyć poziomy sygnału
wyjściowego dla następujących odstrojeń od częstotliwości 1MHz :
±
1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12, 15 kHz
oraz dla odstrojeń od częstotliwości 965kHz :
±
1, 2, 3, 4, 5 kHz
Wykreślić charakterystykę selektywności odkładając na osi
odciętych częstotliwość w skali liniowej zaś na osi rzędnych w skali
liniowej zmiany poziomu sygnału w dB odniesione do poziomu sygnału dla
częstotliwości 1MHz. Określić 6dB pasmo przenoszenia badanego
odbiornika. Określić selektancję 9 kHz.
3.5 Pomiary sygnałów wyprowadzonych z odbiornika
UWAGA – przy korzystaniu z trybu modulacji
zewnętrznej generatora SG-1501 należy uważać aby
poziom wejściowego sygnału modulującego nie
przekroczył 3 Vpp !!!
Należy dokonać obserwacji sygnałów wyprowadzonych z odbiornika:
sygnału heterodyny, częstotliwości pośredniej, wejścia demodulatora oraz
sygnału wejściowego wzmacniacza małej częstotliwości. W szczególności
należy:
- zbadać zakres przestrajania częstotliwości heterodyny na zakresie fal
długich i średnich;
6
- zmierzyć charakterystykę zmian napięcia heterodyny U
h
w funkcji
częstotliwości heterodyny U
h
= f (f
h
) na zakresie fal długich i średnich;
- zmierzyć charakterystykę U
we mcz
= f (f
Uwe
)|
m=30%
przy dostrojeniu
odbiornika do częstotliwości wskazanej przez prowadzącego;
U
we mcz
oznacza amplitudę napięcia zmierzoną na wejściu wzmacniacza
małej częstotliwości, natomiast f
Uwe
jest częstotliwością sygnału
modulującego.
LITERATURA
1. Wykłady z przedmiotów: Systemy radiokomunikacyjne, Układy
elektroniczne.
2. Bogdan T., Urządzenia radiowe, WSiP, Warszawa 1991.
3. Chaciński H., Urządzenia radiowe, WSiP, Warszawa 1989.
4. PN-90/T-04500/01 – Metody pomiarów odbiorników radiofonicznych
różnych rodzajów emisji – Postanowienia ogólne i metody pomiarów
wraz z pomiarami parametrów małej częstotliwości.
5. PN-90/T-04500/03 – Metody pomiarów odbiorników radiofonicznych
różnych rodzajów emisji – Metody pomiarów parametrów wielkiej
częstotliwości odbiorników radiofonicznych do odbioru sygnałów z
modulacją amplitudy.