Исследование частотно-модулированных сигналов

Формула для сигнала при гармонической модуляции. Амплитуда и частота несущего колебания. Компьютерное моделирование ЧМ-сигналов с помощью программного пакета Electronics Workbench. Спектр частотно-модулированного сигнала. Частота модулирующего колебания.

Рубрика Физика и энергетика
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 04.06.2015
Размер файла 565,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНОЙ ФИЗИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра Радиотехники

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

РТЦиС

«Исследование частотно-модулированных сигналов»

Руководитель __________ Патюков В.Г.

Студент РФ08-10 __________ Тараненко А.Ю.

Красноярск 2010

Цель работы:

Исследовать частотно-модулированные (ЧМ) сигналы: аналитическое, временное и спектральное описание сигнала.

Согласно варианту задания:

Частота несущего колебания F0=60кГц;

Частота модуляции Fm=12кГц;

Амплитуда несущего колебания Um=1В;

Индекс модуляции m=2.41;

Формула для сигнала при гармонической модуляции:

Где Um-амплитуда несущего колебания;

- частота несущего колебания;

m - индекс модуляции;

- частота модулирующего колебания.

Математическую модель ЧМ-сигнала с помощью которой можно найти спектр частотно-модулированного сигнала можно представить следующим образом:

модуляция сигнал гармонический частотный

Рис.1. Временная диаграмма частотно модулированного сигнала

Рис.2. Спектральная диаграмма частотно модулированного сигнала.

Компьютерное моделирование ЧМ-сигналов проводилось с помощью программного пакета Electronics Workbench, схема исследования приведена на Рис.3.

Рис.3. Принципиальная схема для исследования ЧМ-сигналов в среде Electronics Workbench.

При помощи виртуального осциллографа был зафиксирован ЧМ-сигнал, показанный на Рис.4.

Рис.4. Осциллограмма ЧМ-сигнала.

Используя меню Analysis\Fourier программы Electronics Workbench, был получен спектр ЧМ-сигнала (Рис.5).

Рис.5. Спектр ЧМ-сигнала.

Было проведено исследование влияния индекса и частоты модуляции на осциллограмму и спектр сигнала.

Осциллограммы и спектры ЧМ-сигналов при постоянстве частоты модуляции изменении индекса модуляции(m=1 и m=3.5) показаны на Рис.6-9.

Рис. 6. Осциллограмма ЧМ-сигнала при М=1.

Рис. 7. Спектр ЧМ-сигнала при М=1.

Рис. 8. Осциллограмма ЧМ-сигнала при М=3,5.

Рис. 9. Спектр ЧМ-сигнала при М=3,5.

В результате исследования зависимости параметров ЧМ-сигнала от значения индекса модуляции оказалось, что при увеличении индекса модуляции увеличивается изменение частоты несущего колебания(см. Рис.6, Рис.8) и увеличивается ширина спектра ЧМ-сигнала(см. Рис.7, Рис.9).

Осциллограммы и спектры ЧМ-сигналов при постоянстве индекса модуляции и изменении частоты модуляции (5кГц и 20 кГц) показаны на Рис.10-13.

Рис. 10. Осциллограмма ЧМ-сигнала при fm=5кГц.

Рис. 11. Спектр ЧМ-сигнала при fm=5кГц.

Рис. 12. Осциллограмма ЧМ-сигнала при fm=20кГц.

Рис. 13. Спектр ЧМ-сигнала при fm=20кГц.

В результате исследования зависимости параметров ЧМ-сигнала от значения частоты модуляции оказалось, что при увеличении частоты модуляции увеличивается изменение частоты несущего колебания(см. Рис.10, Рис.12) и увеличивается ширина спектра ЧМ-сигнала(см. Рис.11, Рис.13).

Вывод

В процессе работы было произведено исследование осциллограмм и спектров ЧМ-сигналов при различных значениях индекса угловой модуляции и частоты модуляции. По результатам исследований ЧМ-сигналов в программе Electronics Workbench можно сделать следующие выводы:

· При изменении индекса угловой модуляции m изменяется форма ЧМ-сигнала; при уменьшении m форма сигнала приближается к форме несущего колебания, а при увеличении - на осциллограммах становится заметным изменение частоты несущего колебания. При m<<1 спектр ЧМ-сигнала состоит из основной гармоники, находящейся на частоте несущего колебания, и нескольких боковых, отстоящих от основной на величины, кратные частоте модулирующего сигнала; при увеличении m происходит расширение спектра и перераспределение мощности в спектре модулированного сигнала.

· При низких частотах модулирующего колебания осциллограмма ЧМ-сигнала практически не отличается от осциллограммы несущего колебания, а при увеличении частоты становится заметным несущей частоты, т.е. эффект модуляции проявляется сильнее. В частотной области при увеличении частоты модуляции происходит расширение спектра.

Литература

Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М. :Радио и связь,1986.

Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.:Высшая шк.,1986-88.

Контрольное задание

Расчёт контрольной задачи производился в программе MathCAD, текст программы представлен ниже:

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Исходная математическая форма ряда Фурье. Спектр простого гармонического сигнала, периодического аналогового сигнала, бинарного периодического сигнала. Графическое представление объема сигнала. Амплитудная модуляция. Амплитудно-импульсная модуляция.

    реферат [389,5 K], добавлен 07.08.2008

  • Свободные, вынужденные, параметрические и затухающие колебания, автоколебания. Понятие математического и пружинного маятника. Вывод формулы для расчета периода пружинного маятника. Механические колебания и волны. Циклическая частота и фаза колебания.

    презентация [474,0 K], добавлен 12.09.2014

  • Амплитуда и частота затухающих колебаний. Логарифмический декремент затухания. Скорость убывания энергии со временем. Амплитуда и частота затухающих колебаний. Логарифмический декремент затухания. Энергия затухающих колебаний и пружинный маятник.

    презентация [587,6 K], добавлен 21.03.2014

  • Повышение динамического качества станков с помощью возмущений подшипников качения. Колебания при отсутствии вынуждающей силы и сил вязкого сопротивления. Незатухающие гармонические вынужденные колебания. Нарастание амплитуды во времени при резонансе.

    реферат [236,6 K], добавлен 24.06.2011

  • Свободные и линейные колебания, понятие их частоты и периода. Расчет свободных и вынужденных колебаний с вязким сопротивлением среды. Амплитуда затухающего движения. Определение гармонической вынуждающей силы. Явление резонанса и формулы его расчета.

    презентация [962,1 K], добавлен 28.09.2013

  • Характеристика спектрального метода анализа сигналов, при помощи которого можно оценить спектральный состав сигнала, а также количественно выяснить его энергетические показатели. Корреляционный анализ сигнала для оценки прохождения сигнала через эфир.

    курсовая работа [169,7 K], добавлен 17.07.2010

  • Назначение и возможности пакета Electronics Workbench. Сравнение свойств емкостей и индуктивностей в цепях постоянного и переменного напряжений. Исследование схемы делителя напряжения. Расчет резонансной частоты и сопротивления колебательного контура.

    лабораторная работа [1,1 M], добавлен 15.10.2013

  • Фильтр нижних частот (ФНЧ). Максимальная амплитуда прямоугольного сигнала на выходе ФНЧ. Описание фильтра верхних частот (ФВЧ) в частотной и временной областях. Максимальная скорость нарастания сигнала на выходе ФВЧ. Полное входное сопротивление.

    лабораторная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2013

  • Изображение на спектральной диаграмме спектра периодического процесса с заданными значениями амплитуды и частоты. Фазовый спектр периодического импульсного процесса. Спектральная плотность одиночного прямоугольного импульса. Анализ спектра суммы сигналов.

    контрольная работа [412,7 K], добавлен 11.07.2013

  • Временные диаграммы периодических сигналов прямоугольной формы. Зависимость ширины спектра периодической последовательности прямоугольных импульсов от их длительности. Теорема Котельникова, использование для получения ИКМ-сигнала. Электрические фильтры.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 23.08.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.