ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRONICZNYCH
UL.GENERAŁA ZAJĄCZKA 7 WARSZAWA |
PRACOWNIA ELEKTRONICZNA |
|
MACIEJ GUDANOWICZ STANISŁAW KOSMAN
|
KL. 4D. ROK SZKOLNY 2007/2008 SEM. I |
ĆWICZENIE NR. 4/I TEMAT: PROJEKT REALIZACJI PRAC ZWIĄZANYCH Z URUCHOMIENIEM I SPRAWDZENIEM DZIAŁANIA MODULATORA I DETEKTORA AMPLITUDY IMPULSÓW (PAM) ORAZ OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW UZYSKANYCH PODCZAS ICH BADANIA. |
DATA WYKONANIA ĆW.:
18.12.2007R. |
SPR. ODDANO DNIA: 09.01.2008R.
|
OCENA: |
1. Wykaz działań związanych z uruchomieniem i wykonaniem pomiarów układów modulatora i detektora amplitudy impulsów PAM:
określenie warunków zasilania i sterowania układu
narysowanie schematów blokowych układów pomiarowych z wykorzystaniem dostępnej aparatury kontrolno pomiarowej
sporządzenie wykazu aparatury
sprawdzenie poprawności działania przyrządów pomiarowych (zasilacz, generator)
ustawienie odpowiedniego napięcia zasilania
zmontowanie układów pomiarowych
wykonanie pomiarów i zapisanie wyników w tabelach
wykreślenie charakterystyk i narysowanie przebiegów czasowych
obliczenie oraz odczytanie z wykresów parametrów
zestawienie wyników
opracowanie wniosków
2. Wykaz przyrządów:
zasilacz stabilizowany KP16102
woltomierze AC/DC - 2szt. V541
generator funkcyjny G430
oscyloskop dwukanałowy OS3040
3. Schematy blokowe układów pomiarowych:
a.) Schemat do pomiaru parametrów fali nośnej układu modulacji PAM.
b.) Schemat do pomiaru charakterystyki statycznej modulatora PAM.
c.) Schemat do pomiaru:
przebiegów czasowych
pomiaru charakterystyk modulatora i detektora amplitudy impulsów PAM
pomiaru charakterystyki przejściowej
4. Pomiary
4.1. Pomiar parametrów fali nośnej UZ=+12V, f=10kHz.
4.2. Pomiar charakterystyki statycznej modulatora Ui=f(Uwe DC), UZ=+12V.
Uwe DC |
V |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,45 |
2,5 |
2,6 |
2,8 |
Ui |
V |
1,22 |
1,72 |
2,38 |
3,04 |
3,68 |
4,28 |
4,92 |
5,48 |
5,6 |
5,68 |
5,68 |
5,68 |
4.3. Pomiar przebiegu zmodulowanego PAM UZ=+12V, Uwe=293mV, fn=10kHz, fmod.=1kHz.
4.4. Pomiar charakterystyk:
modulatora PAM m[%]=f(Uwe)
detektora PAM Uwy po detekcji=f(m)
przejściowej N-O Uwy po detekcji=f(Uwe m.cz.)
UZ=+12V, fn=50kHz, fm.cz.=1kHz=const.
Uwe |
mV |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
m |
% |
0 |
8,64 |
18,18 |
27,57 |
36,07 |
45,9 |
55 |
63,33 |
71,9 |
80,33 |
88,43 |
95,08 |
98,02 |
100 |
Umax |
V |
2,42 |
2,64 |
2,86 |
3,1 |
3,32 |
3,56 |
3,72 |
3,92 |
4,16 |
4,4 |
4,56 |
4,76 |
5 |
5,2 |
Umin |
V |
2,42 |
2,22 |
1,98 |
1,76 |
1,56 |
1,32 |
1,08 |
0,88 |
0,68 |
0,48 |
0,28 |
0,12 |
0,05 |
0 |
Uwy po detekcji |
mV |
0 |
70 |
144 |
210 |
275 |
341 |
402 |
464 |
517 |
560 |
600 |
633 |
666 |
699 |
5. Opisy pomiarów.
5.1. Opis pomiaru parametrów fali nośnej:
połączyłem układ zgodnie ze schematem 3a, podłączając do układu napięcie zasilające o wartości +12V
wyregulowałem oscyloskop tak aby na ekranie widoczne były dwa okresy badanego przebiegu
przerysowałem przebieg
zmierzyłem wartości czasu trwania impulsu, okres, amplitudę oraz zaznaczyłem je na przerysowanym przebiegu
obliczyłem współczynnik wypełnienia ze wzoru
Uwaga: Powyższe czynności wykonałem dla fal nośnych o częstotliwościach 10kHz i 50kHz.
5.2. Opis pomiaru charakterystyki statycznej modulatora:
połączyłem układ zgodnie ze schematem 3b, podłączając do układu napięcie zasilające o wartości +12V
zmieniałem wartość stałego napięcia wejściowego obserwując ją na woltomierzu od 1 do momentu gdy ta zmiana nie przynosiła dalszej zmiany napięcia wyjściowego
za pomocą oscyloskopu mierzyłem napięcie wyjściowe i co 0,2V napięcia wejściowego notowałem jego wartość a w końcowej fazie pomiaru częściej aby zwiększyć jego dokładność
wyniki zapisałem w tabeli
5.3. Opis pomiaru przebiegu zmodulowanego PAM:
połączyłem układ zgodnie ze schematem 3c, podłączając do układu napięcie zasilające o wartości +12V, oraz podając z generatora fale modulującą o częstotliwości 1kHz, ustawiłem również w układzie modulującym wartość częstotliwości fali nośnej na 10 kHz
ustawiłem na generatorze kształt fali modulującej na sinusoidalny i jej amplitudę na 293mV
obserwowałem przebieg zmodulowany (wyjściowy) na oscyloskopie
przerysowałem przebieg z oscyloskopu
pomierzyłem wartości napięcia Upp min i Upp max oraz okres i czas trwania impulsu fali nośnej
pomierzone parametry zaznaczyłem na wcześniej przerysowanym przebiegu
za pomocą generatora zmieniałem wartość amplitudy fali modulującej obserwując wpływ tego parametru na modulacje, zapisałem wniosek
zmieniłem kształt fali modulującej w generatorze na prostokątny i ustawiłem taką wartość amplitudy aby modulacja była dobrze widoczna
obserwowałem na oscyloskopie wpływ kształty fali modulującej na przebieg modulacji, zapisałem wniosek
zmieniłem w generatorze kształt fali modulującej z powrotem na sinusoidę
zmieniałem częstotliwość fali nośnej i obserwowałem na oscyloskopie jej wpływ na jakość zdekodowanego sygnału, zapisałem wniosek
zmieniałem w generatorze częstotliwość fali modulującej i obserwowałem na oscyloskopie jej wpływ na sygnał po detekcji, zapisałem wniosek
5.4. Opis pomiaru charakterystyk:
połączyłem układ zgodnie ze schematem 3c, podłączając do układu napięcie zasilające o wartości +12V, podając z generatora sinusoidalną falę modulującą o częstotliwości 1kHz, oraz ustawiłem w układzie częstotliwość fali nośnej na 50kHz
zmieniałem wartość amplitudy fali modulującej od 0 do wartości przy której modulacja wynosiła 100%
co 50mV dokonywałem na oscyloskopie pomiaru napięć Upp max i Upp min przebiegu zmodulowanego, mierzyłem również woltomierzem wartość napięcia po detekcji
pomiary zapisałem w tabeli
obliczyłem wartość współczynnika modulacji ze wzoru
6. Opracowanie wyników pomiarów:
6.1. Charakterystyki.
6.2. Obliczenia.
Parametr |
Wzór |
Jednostka |
Współczynnik wypełnienia |
|
% |
Parametr |
Wartość |
Współczynnik wypełnienia prze f=10kHz fali nośnej |
|
Współczynnik wypełnienia prze f=50kHz fali nośnej |
|
6.3. Wnioski:
Im większe jest napięcie sygnału modulującego tym głębsza jest modulacja. Gdy nie podajemy sygnału modulującego na wyjściu układu otrzymujemy fale nośną.
Jeżeli podamy sygnał modulujący o kształcie prostokąta napięcie maksymalne sygnału zmodulowanego będzie mniejsze a napięcie minimalne większe niż w przypadku modulacji sygnałem sinusoidalnym. Tak więc również współczynnik modulacji będzie miał niższą wartość.
Częstotliwość fali nośnej ma bardzo duży wpływ na jakość zdekodowanego sygnału, im jest on większa tym wierniejszy jest sygnał po detekcji, przy małej częstotliwości fali nośnej pojawiają się znaczne zniekształcenia sygnału zdekodowanego w stosunku do sygnału modulującego.
Zmiana częstotliwości sygnału modulującego powoduje zmianę częstotliwości sygnału po detekcji.
Powyżej pewnej wartości zmiana wartości amplitudy napięcia sygnału modulującego przynosi coraz mniejszą zmianę głębokości modulacji.
Przy współpracy modulatora z detektorem sygnał wyjściowy jest do pewnego momentu proporcjonalny do sygnału wejściowego a przy dalszym zwiększaniu amplitudy sygnału wejściowego otrzymujemy coraz mniejszy przyrost wartości napięcia sygnału wyjściowego.
str. 6
str. 5