Grupa	Podgrupa	Data wykonania ćwiczenia	Ćwiczenie prowadził
Skład podgrupy:		Data oddania sprawozdania:	Ocena: ............................ Podpis ...........................
Temat ćwiczenia: Badanie głowicy odbiorczej odbiornika radiotelefonu FM.

1. Schematy blokowe układów pomiarowych.

1. Schemat blokowy układu pomiarowego charakterystyki głowicy.

1. wejście antenowe, 2- wejście toru powielacza, 3- wyjście głowicy

1.2 Schemat blokowy układu pomiarowego poziomu tłumienia sygnału lustrzanego i

charakterystyki przejściowej.

2. Wykaz przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.

Lp.	Nazwa przyrządu	Typ	Firma	Numer fabryczny
1	Częstościomierz	C-556	meratronik	5952
2	Mikrowoltomierz selektywny	HMV-4	Ince	360/77
3	Generator funkcyjny z AM	4-164	-	7642
4	Układ badany	-	-	-
5	Generator sygnałowy	TR06148	-	5979
6	zasilacz	P-316	meratronik	115
7	Wobuloskop	XI-42	-	5932
8	Woltomierz	U-726	meratronik	254

3.Wyniki pomiarów i obserwacji.

3.1. Obserwacja charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej toru wzmacniacza i toru

powielacza badanej głowicy - wyniki obserwacji narysować na papierze milimetrowym.

3.2.Pomiar wzmocnienia głowicy

f_S = 302,742 [MHz], f_h = 104,481 *3 [MHz], f_pcz = 10,7 [MHz],

U_S = 1 [mV], U _H = 500 [mV], U _zpcz= 2,3 [mV],

Wzmocnienie głowicy: G = 7,23 [dB]

3.3. Pomiar charakterystyki przejściowej głowicy.

f_S = 302,742 [MHz], f_h = 104,481 *3 [MHz], f_pcz = 10,7 [MHz],

U _H = 500 [mV]

I rzędu:

Us	μV	0,5	1	2	3	5	10	50	500	1000	2000	5000	10000	15000	16000	17000	18000	19000	20000
		dBμV	-0,6	0,0	6,0	9,5	14,0	20,0	34,0	54,0	60,0	66,0	74,0	80,0	83,5	84,1	84,6	85,1	85,6	86,0
	Upcz	μV	1,3	2,4	4,5	7	11	22	115	1150	2300	4500	11500	19500	27000	29000	30000	31000	33000	35000
		dBμV	2,3	7,6	13,1	16,9	20,8	26,8	41,2	61,2	67,2	73,1	81,2	85,8	88,6	89,2	89,5	89,8	90,4	90,9
G	dB	8,3	7,6	7,0	7,4	6,8	6,8	7,2	7,2	7,2	7,0	7,2	5,8	5,1	5,2	4,9	4,7	4,8	4,9

III rzędu:

US	[μV]	1 000	2 000	3 000	5 000	7 000	10 000	20 000
		[dBμV]	60,0	66,0	69,5	74,0	76,9	80,0	86,0
	Upcz	[μV]	8,3	46	125	380	800	1 900	3 000
		[dBμV]		33,3	41,9		58,1		69,5

3.4. Pomiar tłumienia sygnałów zakłócających metodą jednosygnałową.

f_S = 302,749 [MHz], f_h = 104,481 * 3 [MHz],

U_S = 1,5 [μV], U _H = 500 [mV], U_{wy(s; pcz; l)}= 3,2 [μV],

f_pcz = 10,7 [MHz], U _zpcz= 778 [mV],

f_l = 324,142 [MHz], U _zl = 373 [mV]

Poziom tłumienia sygnału lustrzanego o częstotliwości f_l : A_l= 101,33 [dB];

Poziom tłumienia sygnału zakłócającego o częstotliwości f_PCZ : A_pcz= 107,72 [dB];

4. Dokonać obliczeń dla zadanych parametrów i określić zakres dynamiczny (wartości określa

prowadzący ćwiczenie).

R_g = 50 [Ω], F = 6 [dB], B _SZ = 25 [kHz],

Wykorzystując powyższe dane obliczyłem rozporządzalną moc szumów cieplnych na wejściu głowicy - Pszc[dBm]

P_szc = 4.10^-21*B_sz

P_szc = -130 [dBm]

Uwzględniając współczynnik szumów głowicy F, wyznaczyłem wypadkowy poziom na wejściu układu

P_sz = P_szc + F

P_sz = -130 [dBm] + 6 [dB]= -124 [dBm]

Natomiast minimalny poziom mocy sygnału wejściowego, odpowiadający czułości przy stosunku SINAD=12 [dB] wynosi

P_{s min} [dBm] = P_sz [dBm] + 12 [dB]

P_{s min} = -124 [dBm] +12 [dB] = -112 [dBm]

P_{s min} [W] = 6,31*10^-15

Dzięki tym obliczeniom byłem w stanie wyznaczyć napięcie sygnału odpowiadające mocy P_{s min}. Wyznaczyłem je z następującej zależności

E_{we min} = √4* P_{s min} *Rg

E_{we min} = 1,123 μV = 1,01 [dBμV]

gdzie: R_g - rezystancja wejściowa głowicy

P_{s min} - moc na wejściu odpowiadająca czułości

Wykorzystując wykres intermodulacji i obliczoną wartość E_{we min} określiłem wartość zakresu dynamicznego

D = IP - U_wy(E_{we min}) [dB]

D = 93 [dB]

5. Współczynniki prostokątności.

Na podstawie wykresu charakterystyki przejściowej głowicy i charakterystyki przenoszenia powielacza obliczyłem stosunek szerokości pasma na poziomie -3dB oraz -10dB.

B_-3dB = 305,679 [MHz] - 302,654 [MHz] = 3,025 [MHz]

B_-10dB = 306,074 [MHz] - 302,378 [MHz] = 3,696 [MHz]

W₁ = 3,025 / 3,696 = 0,818

B_-3dB = 312,962 [MHz] - 315,242 [MHz] = 2,28 [MHz]

B_-10dB = 315,752 [MHz] - 312,962 [MHz] = 3,2 [MHz]

W₂ = 2,28 / 3,2 = 0,71

WNIOSKI

W ćwiczeniu laboratoryjnym wyznaczaliśmy podstawowe parametry głowicy w.cz. która wraz ze współpracującym z nią filtrem kwarcowym decyduje o czułości i odporności na sygnały zakłócające odbiornika radiotelefonu.

W skład głowicy wchodzi wzmacniacz w.cz. z obwodami selektywnymi, mieszacz oraz powielacz heterodyny. Są to funkcjonalnie związane ze sobą układy tworzące zwarty, dobrze ekranowany blok, którego zadaniem jest wzmocnienie i przetworzenie częstotliwości sygnału odebranego na sygnał częstotliwości pośredniej, przy zachowaniu możliwie największego stosunku sygnału użytecznego do szumów i sygnałów zakłócających.

Na początku ćwiczenia badaliśmy charakterystyki przejściowe głowicy. Z otrzymanej charakterystyki mogliśmy zaobserwować, iż posiada ona dość strome zbocze a szerokość pasma na poziomie 3dB wynosi B=3,025Mhz, natomiast na poziomie -10dB B=3,696MHz. Współczynnik prostokątności wyniósł W₁=0,818. Na wykreślonych charakterystykach możemy zaobserwować pewne zafalowania, które są spowodowane niejednakowym zestrojeniem obwodów rezonansowych

Należy zauważyć że dla częstotliwości 304,279 Mhz występuje najsilniejsze podbicie amplitudy sygnału, lecz nie można stwierdzić gdzie tak naprawdę występuje ono w układzie. Biorąc pod uwagę szerokość pasma i fakt że częstotliwość pośrednia wynosi 10,7 Mhz możemy śmiało stwierdzić że głowica jest szeroko pasmowa. Szerokopasmowość jest wymogiem stawianym głowicom gdyż pozwala odbierać sygnały o dużych różnicach częstotliwości (ważne dla urządzeń używanych w łączności).

Charakterystyka przenoszenia powielacza jest mniej stroma niż toru sygnałowego głowicy, posiada również większe zafalowania. Szerokość pasma na poziomie -3dB wynosi B=2,28Mhz natomiast na poziomie -10dB B=3,2MHz. Współczynnik prostokątności wyniósł W₂=0,71. Zafalowania również budzą niepokój, lecz w torze heterodyny nie powinno to znacząco wpływać na jakość parametrów głowicy jako całości, szczególnie jeśli weźmiemy pod uwagę szerokie pasmo. Poza tym zafalowania były dość daleko od poziomu -3dB. Charakterystyka powielacza posiada maksima w punktach 313,288 oraz 314,916 Mhz, wynika to z faktu nałożenia się na siebie dwóch krzywych rezonansowych.

Dzięki wyznaczonym współczynnikom prostokątności: W₁=0,818 i W₂=0,71 i wykresom można porównać obydwie charakterystyki. Dzięki porównaniu widać, że charakterystyka przejściowa głowicy jest bardziej stroma niż charakterystyka przenoszenia powielacza.

W następnej kolejności zmierzyliśmy wzmocnienie głowicy - wynosi ono G=7,23 dB. Pomiaru dokonaliśmy dla częstotliwości wejściowej f_s=302,742 Mhz i heterodyny f_h=104,481*3 Mhz, co daje częstotliwość pośrednią f_pcz=10,7 Mhz. Zmierzone wzmocnienie jest realizowane przez wzmacniacz w.cz. który wchodzi w skład głowicy. Celem tego wzmacniacza jest zapewnienie wymaganego wzmocnienia przy malych szumach własnych. Ponadto charakterystyka wzmocnienia wzmacniacza w.cz. powinna się charakteryzować dużym zakresem dynamiki w celu zmniejszenia wartości zniekształceń intermodulacyjnych.

W trzecim punkcie dokonaliśmy pomiaru charakterystyki przejściowej głowicy. Dzięki temu pomiarowi byliśmy w stanie określić tłumienie zakłóceń intermodulacyjnych i przedstawić wyniki na wykresach. Na wykresach można zauważyć, że przy wzroście sygnałów wejściowych składowa intermodulacji rośnie szybciej od składowej użytecznej zarówno w zakresie liniowym i nieliniowym układu. Na podstawie wykresu inrermodulacji można określić odstęp tłumienia intermodulacji. W naszym przypadku odstęp tłumienia wynosi: I₁=42dBμV, I₂=35,9dBμV, I₃=30dBμV. Widać że wartość odstępu tłumienia intermodulacji maleje wraz ze wzrostem napięcia wejściowego.

Ponadto z charakterystyki przejściowej głowicy wyznaczyliśmy punkt intermodulacji IP, który znajduje się na poziomie 101dBμV. Fakt ten świadczy bardzo dobrze o dynamice głowicy i określa maksymalne napięcie wyjściowe. Po obliczeniu wartości E_wemin=1,01 dBμV i wykorzystując wyznaczoną wartość punktu IP=101dBμV obliczyliśmy wartość zakresu dynamicznego, która wyniosła D=93 dB.

Następnym punktem naszych pomiarów było zmierzenie tłumienia sygnałów zakłucających metodą jednosygnałową. Otrzymane rezultaty były bardzo dobre: tłumienie sygnałów lustrzanych było realizowane na poziomie 101,33 dB, zaś tłumienie częstotliwości pośredniej na poziomie 107,72 dB. Otrzymane rezultaty są dowodem starannego wykonania głowicy pod względem ekranowania poszczególnych bloków co zapewnia dobrą separację między obwodami w.cz. i p.cz.

Podsumowując: ćwiczenie zostało przeprowadzone prawidłowo i pozwoliło nam zapoznać się z podstawowymi parametrami opisującymi własności głowicy. Zapoznaliśmy się również z rzędem wielkości, które opisują powyższe parametry. Ponadto przekonaliśmy się o szerokopasmowości głowicy oraz o doskonałym tłumieniu sygnału lustrzanego i sygnału o częstotliwości pośredniej, które są niepożądane w urządzeniach nadawczo odbiorczych. Na podstawie charakterystyki przejściowej głowicy zaobserwowaliśmy w jakim stopniu są tłumione zakłócenia intermodulacyjne i mogliśmy określić odstęp tego tłumienia oraz wartość zakresu dynamicznego zwanego dynamiką układu.

Wobuloskop

Zasilacz

Układ badany

1

2

3

Częstościomierz

Woltomierz AC

Generator w.cz.

Układ badany

Generator heterodyny

Zasilacz

Woltomierz selektywny

---