AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA W BYDGOSZCZY
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI
Laboratorium układów elektronicznych		Imię i nazwisko:
Nr ćw. 12 Temat: Zastosowania układów mnożących.		1. Michał Łukasik 2. Mariusz Michałek Nr grupy: 6/1 Semestr: V
Data wykonania	Data oddania spr.
10.01.2006r..	12.01.2006r.	TiE

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi właściwościami i zastosowaniami czterokwadrantowego mnożnika analogowego.

2. Pomiary i obliczenia

1. Układ mnożący.

• pomiary dla U_Y=1,0V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	-1,0	-0,967	-0,858	-0,752	-0,644	-0,536	-0,430	-0,321	-0,215	-0,106

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0	0,107	0,214	0,322	0,429	0,536	0,646	0,752	0,857	0,965	1,056

• pomiary dla U_Y=2,0V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	-2,063	-1,886	-1,677	-1,47	-1,258	-1,05	-0,839	-0,628	-0,417	-0,209

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0	0,208	0,418	0,629	0,839	1,05	1,258	1,468	1,677	1,886	2,065

• pomiary dla U_Y=-2V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	2,134	1,946	1,731	1,514	1,297	1,081	0,865	0,648	0,430	0,215

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0	-0,213	-0,428	-0,645	-0,861	-1,077	-1,292	-1,507	-1,722	-1,936	-2,124

1. Wzmacniacz napięciowy o regulowanym napięciu

u_x=1,005V; f=1,00kHz

Uy	[V]	0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	2,0	5,0	7,0	10,0
		0,01	0,023	0,053	0,073	0,108	0,217	0,507	0,711	1,020

2. Układ dzielący

• dla U_X=2V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,053	-0,56	-1,03	-1,523	-2,031	-2,543	-3,044	-3,542	-4,081	-4,510	-5,002

• dla U_X=4V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,016	-0,27	-0,523	-0,762	-1,004	-1,254	-1,536	-1,767	-2,041	-2,242	-2,500

• dla U_X=5V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,014	-0,245	-0,42	-0,605	-0,800	-1,00	-1,222	-1,41	-1,595	-1,790	-1,976

• zmiana stałej dzielenia

D=-0,5; Rd=4,5kΩ; Ux=2V

Uz	[V]	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0
Uo	[V]	-1,004	-1,264	-1,55	-1,742	-1,979

3. Pomiar układu modulatora amplitudy.

Modulacja AM ( z widoczną wstęgą nośną)

1. przebieg czasowy

Modulacja AM - SC ( ze zredukowaną wstęgą nośną)

1. przebieg czasowy

4. Wnioski

Naszym zadaniem w czasie wykonania ćwiczenia było zbadanie różnych zastosowań układów mnożących. Z układów tych możemy stworzyć układy mnożące, dzielące, potęgujące, pierwiastkujące, podnoszące do trzeciej potęgi i wiele innych. W naszym ćwiczeniu zajęliśmy się zbadaniem układu mnożącego, dzielącego, układu modulatora amplitudy. W układzie mnożącym na wejścia podajemy dwa sygnały: mnożnik i mnożną. Na wyjściu natomiast otrzymujemy sygnał będący iloczynem tych dwóch sygnałów wejściowych. W czasie ćwiczenia wyliczyliśmy stałą mnożenia M, która wynosi 0,1. Analizując wyniki pomiarów zawarte w tabeli możemy jednak zauważyć, że układ mnożący dokonuje mnożenia z pewnym błędem i rzadko kiedy udawało nam się otrzymać idealny wynik będący iloczynem sygnałów wejściowych i stałej mnożenia M. Analizując otrzymane charakterystyki widzimy, że są one liniowe, więc prawidłowo dokonaliśmy pomiarów. W przypadku układu dzielącego, tak samo jak dla układu mnożącego, na wejście podajemy dwa sygnały, tym razem sygnały U_Z i U_X, a wynik dzielenia obserwujemy w postaci sygnału wyjściowego U₀. Po wykreśleniu charakterystyk mierzonych podczas ćwiczenia możemy stwierdzić, że wyniki otrzymane przez nas w czasie ćwiczenia są prawidłowe. Jednym z wielu zastosowań układów mnożących może być modulacja amplitudy. Polega ona na tym, że pewien sygnał użyteczny ( zwany modulującym ), np. mowa jest nakładany na nośnik będący falą sinusoidalną wysokiej częstotliwości w taki sposób, że zmiana amplitudy sygnału użytecznego powoduje zmianę amplitudy fali nośnej. Efekt taki uzyskać można poprzez przemnożenie sygnału modulującego z falą nośną. Proces ten można opisać według następującej zależności:

Sygnał = [ 1+m cosω_mt ] cosω_ct = cosω_ct + 0,5mcos(ω_c+ω_m)t+0,5mcos(ω_c-ω_m)t

gdzie:

ω_m - pulsacja sygnału użytecznego

ω_c - pulsacja sygnału nośnego

m - współczynnik głębokości modulacji (przyjmuje wartości mniejsze lub równe 1 )

Widać zatem, że po procesie modulacji AM otrzymujemy sygnał który składa się z fali nośnej oraz odległych od niej o ω_m / 2π dwóch sygnałów.

Gdy sygnał modulujący jest skomplikowaną funkcją czasu f(t) ( np. mowa ) to sygnał zmodulowany amplitudowo można przedstawić następująco:

Sygnał = [ A + f(t)]cosω_ct

Widmo takiego sygnału składa się wówczas z prążka fali nośnej i dwóch pasm symetrycznie rozłożonych wokół częstotliwości fali nośnej. Z zależności tej wynika, że redukując stałą A poprzez odpowiedni dobór składowej stałej sygnału modulującego można zmniejszyć amplitudę wstęgi nośnej. Jest to istotne, gdyż poszczególne prążki widma ( ich wysokość ) określają moc sygnału. Moc wstęgi nośnej z punktu widzenia nadajnika, to moc tracona, wiec warto ją redukować. Należy pamiętać o tym, że A musi być na tyle duże by wartość wyrażenia A + f(t) nie przyjmowała wartości ujemnych, gdyż wtedy prążek fali nośnej nie zostanie zredukowany. Niestety w sprawozdaniu nie ma umieszczonych oscylogramów z widmem częstotliwościowym modulacji, ponieważ nie widzieliśmy jak to zrobić, wynika to z niezdolności obsługi oscylogramu.

---