close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Andronnikov1

код для вставкиСкачать
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО ПРИЕМНИКА АМ СИГНАЛОВ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
на стенде УРПС
Составители:
Андроников В. Б.
Хоменко А.А.
ГУАП, Санкт-Петербург
2018 г.
ВВЕДЕНИЕ
Каждый радиоприемник характеризуется рядом параметров. Для вещательного приемника основные характеристики определены стандартами [1, 2].
К ним, в частности, относятся чувствительность, избирательные свойства, эффективность АРУ, диапазон принимаемых и воспроизводимых частот, выходная мощность и другие характеристики, обусловленные классом и типом приемника.
Радиоприемники, как правило, могут быть построены по схеме прямого
усиления или по супергетеродинной схеме.
В радиоприемнике прямого усиления принимаемый сигнал усиливается и
обрабатывается на несущей радиочастоте. Удовлетворительные избирательные
характеристики такого приемника могут быть реализованы в очень редких случаях на фиксированных частотах. Для решения задачи приема сигналов в любом отведенном диапазоне частот с удовлетворительным качеством применяются приемники с преобразованием частоты – супергетеродинные приемники [3].
Лабораторная работа позволяет исследовать основные характеристики
супергетеродинного радиовещательного приемника амплитудно-модулированных
(АМ) сигналов.
2
1 ОПИСАНИЕ МАКЕТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО ПРИЕМНИКА
Работа выполняется на стенде УРПС (Учебная радиоприемная стойка).
Внешний вид лицевой панели блока с исследуемой схемой приведен на рисунке 1.
На лицевой панели отображена обобщенная схема супергетеродинного
приемника АМ сигналов.
Рисунок 1 – Вид лицевой панели блока
В состав исследуемого приемника входят:
− входная цепь (ВЦ), настраиваемая на частоту принимаемой радиостанции;
− смеситель
(См)
и
гетеродин
(Гет),
перестраиваемые
регулировкой
НАСТРОЙКА. Гетеродин может быть отключен тумблером ВКЛ;
− усилитель промежуточной частоты (УПЧ) с автоматической регулировкой
усиления (АРУ). АРУ может быть отключена тумблером АРУ;
− амплитудный детектор (Дет);
− усилитель звуковой частоты с ручной регулировкой усиления (ГРОМКОСТЬ);
− динамический громкоговоритель.
3
2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
2.1 Измерение чувствительности приемника по каналам
Для измерения чувствительности приемника выполните соединения на
стенде, как на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема соединений для измерения чувствительности
Соедините с помощью кабелей:
– гнездо 0 дБ на генераторе ВЧ (левый блок стенда) с входом 1 осциллографа;
– гнездо -40 дБ на генераторе ВЧ с входом смесителя приемника (гнездо КТ2)
на исследуемом блоке;
– выход детектора (гнездо КТ6 исследуемого блока) с входом 2 осциллографа;
– выход гетеродина приемника (гнездо КТ3 исследуемого блока) с входом 1
частотомера на правом блоке стенда;
– кабелем со штекерами соедините выход УЗЧ приемника (гнездо КТ7 на исследуемом блоке) с гнездами входа 2 вольтметра на правом блоке стенда
(черный штекер – корпус (⊥), красный – измерительный);
– кабелем со штекерами соедините вход синхронизации осциллографа с гнездами 0 дБ и « ⊥ » на генераторе НЧ левого блока стенда (черный штекер –
корпус).
Включите питание стенда выключателем СЕТЬ на правом блоке стенда,
включите генераторы ВЧ и НЧ на левом блоке стенда, вольтметр и частотомер
4
на правом блоке стенда, а также осциллограф. АРУ приемника должна быть
выключена.
Входные делители осциллографа по входам 1 и 2 должны быть установлены 0,1 В/дел. Режим синхронизации осциллографа – «внешняя», 1:1. Длительность развертки – 0,2 мс/дел.
Установите:
‒ уровень выходного ВЧ напряжения -20 дБ (по индикатору регулировкой
«УРОВЕНЬ ВЧ», не доводя регулировку до крайнего положения);
‒ частоту генератора НЧ 1 кГц;
‒
режим вольтметра на правом блоке стенда – НЧ, предел измерения 2 В.
Регулировкой Uвых на генераторе НЧ установите глубину модуляции
сигнала ВЧ порядка 30% (по осциллограмме на экране осциллографа). Ручкой
«УРОВЕНЬ ВЧ» генератора ВЧ добейтесь размаха напряжения ВЧ на экране
осциллографа, равного 0,3 В.
В дальнейшем при измерениях настройку генератора НЧ не изменять!
Определение чувствительности приемника для верхнего канала
На исследуемом блоке включите гетеродин. Регулировку ГРОМКОСТЬ
поставьте в крайнее правое положение. Установите среднюю частоту гетеродина fг ср (≈ 1256 кГц) и настройте генератор ВЧ на среднюю частоту верхнего
канала приема (≈ 1711 кГц). Ручкой «НАСТРОЙКА» гетеродина на исследуемом блоке подстройте приемник по максимуму сигнала на выходе амплитудного детектора (КТ6). Плавно увеличивая сигнал на выходе генератора ВЧ, добейтесь неискаженного НЧ сигнала на выходе детектора при уровне выходного
напряжения УЗЧ ≈ 0,63 В. Запишите показания стрелочного индикатора генератора ВЧ.
Включите громкоговоритель на блоке нагрузок левого блока стенда и
проверьте настройку приемника по максимуму звучания тона частотой 1 кГц.
Выключите громкоговоритель!
Чувствительность приемника для верхнего канала в этом случае равна
выходному напряжению генератора ВЧ.
5
Uвых г = Uвх пр = Uвых гвч (дБ) = (-40 + n) дБ,
где 0 дБ = 1В, а n – показания стрелочного прибора с учетом знака. По таблице,
приведенной в Приложении 1 настоящего руководства, переведите дБ в мкВ.
Определение чувствительности на средней частоте нижнего канала
приема
Установите на генераторе ВЧ fср н = 801 кГц и подстройте приемник с помощью ручки «НАСТРОЙКА» по максимуму напряжения с выхода детектора
(КТ6). Изменяя уровень ВЧ на генераторе ВЧ, добейтесь показаний вольтметра
на правом блоке стенда 0,63 В. Запишите показания стрелочного прибора для
этого случая. По формуле, приведенной выше, определите чувствительность приемника для нижнего канала в дБ и переведите ее в мкВ.
2.2 Снятие АЧХ входной цепи
Для выполнения этого пункта схема соединений показана на рисунке 3.
Соедините выход генератора ВЧ (разъём «0 дБ») с входной цепью приемника (КТ1), а выход входной цепи (КТ2) с входом 1 вольтметра. Отключите
генератор НЧ на левом блоке стенда и гетеродин на исследуемом блоке.
Рисунок 3
Установите напряжение на выходе генератора ВЧ 0 дБ (1В). Диапазон
частот – II. На панели вольтметра включите режим ВЧ. В этом режиме верхний
предел измерения вольтметра равен 2 В и не зависит от выбора предела на лицевой панели.
На генераторе ВЧ установите обе ручки «ЧАСТОТА» в крайнее левое положение. Изменяя частоту генератора ВЧ в пределах диапазона (fmin = 680 кГц,
fmax = 910 кГц) с шагом 10 кГц, зафиксируйте и занесите в таблицу 1 значения
напряжения на выходе ВЦ (по индикатору вольтметра).
6
Таблица 1
fвч
кГц
Uвых
ВЦ мВ
Uнорм=
Uвых /
Uвыхmax
680
690
700
710
…
880
890
900
910
2.3 Измерение чувствительности приемника и избирательности по
зеркальному каналу.
Схема соединений та же, что и на рисунке 2, с одним изменением: сигнал
с генератора ВЧ подается не на вход смесителя, а на входную цепь (гнездо КТ1).
Должны быть включены:
− генераторы ВЧ и НЧ на левом блоке стенда;
− гетеродин на исследуемом блоке;
− вольтметр в режиме НЧ на правом блоке стенда.
АРУ приемника – выключена.
Установите уровень выходного напряжения генератора ВЧ -20 дБ (по индикатору ручкой «УРОВЕНЬ ВЧ»). Глубина модуляции (по осциллографу) ≈ 30%.
Изменяя уровень ВЧ, добейтесь размаха напряжения на экране осциллографа
0,3 В.
Настройте гетеродин приемника на среднюю частоту (1256 кГц), а генератор ВЧ – на среднюю частоту прямого канала (801 кГц). Подстройте приемник ручкой «НАСТРОЙКА» гетеродина и ВЦ по максимуму напряжения с выхода детектора (КТ6).
Ручкой «УРОВЕНЬ ВЧ» генератора ВЧ добейтесь показания вольтметра
на выходе УЗЧ равного 0,63 В. Запишите показания стрелочного индикатора
генератора ВЧ n дБ с учетом знака и определите чувствительность в дБ
Uвх пр кан (дБ) = U1вых гвч = (-40 + n) дБ.
Настройте генератор ВЧ на среднюю частоту зеркального канала (≈1711 кГц)
и измерьте чувствительность приемника. Для этого необходимо подать сигнал
на вход приемника с выхода «0 дБ» генератора ВЧ.
7
Подстройте частоту гетеродина по максимуму напряжения с выхода детектора (КТ6) и, изменяя уровень ВЧ генератора, добейтесь прежних показаний
вольтметра (0,63 В). Запишите показания стрелочного прибора генератора ВЧ.
Определите чувствительность приемника:
Uвх зерк кан (дБ) = U1вых гвч = n дБ,
где n – показания стрелочного прибора с учетом знака.
Определите избирательность приемника по зеркальному каналу:
σ = (Uвх зерк кан – Uвх прк ) дБ.
2.4 Снятие АЧХ УПЧ
Для выполнения этого пункта схема соединений должна быть как на рисунке 4.
Соедините выход генератора ВЧ (-40 дБ) с входом УПЧ (КТ4), выход
УПЧ (КТ5) с входом 1 вольтметра и входом канала 1 осциллографа (через
тройник).
Рисунок 4 – Схема соединений для снятия АЧХ УПЧ
Должны быть включены: генератор ВЧ, осциллограф и вольтметр. Вольтметр переключите в режим ВЧ. Генератор НЧ, гетеродин и АРУ приемника
должны быть выключены.
На генераторе ВЧ установите 1-й диапазон, частоту 455 кГц и уровень
ВЧ -20 дБ по стрелочному индикатору.
Режим синхронизации осциллографа – от канала 1. Входной делитель
канала 1 в положении – 0,2 В/дел, длительность развертки – 0,5 мкс/дел.
8
Увеличивая выходное напряжение генератора ВЧ, добейтесь максимального неискаженного сигнала на выходе УПЧ, контролируя его по осциллографу.
Затем, изменяя частоту генератора ВЧ от 445 кГц до 475 кГц с шагом 1 кГц,
фиксируйте показания вольтметра и занесите результаты измерения в таблицу 2.
Таблица 2
fгвчкГц
445
446 447 448 449
…
471
472
473 474
475
UвыхУПЧ
мВ
Uвых /
Uвых455кГц
2.5 Оценка эффективности АРУ
Схема соединений для выполнения этого пункта должна быть, как на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схема соединений для исследования эффективности АРУ
Соедините выход генератора ВЧ (-40 дБ) с КТ1 исследуемого блока,
выход детектора (КТ6) с входом канала 1 осциллографа. Кабелем со штекерами
соедините выход генератора НЧ (гнездо 0 дБ – красный штекр; корпус ⊥ – чёрный) с входом внешней синхронизации осциллографа (1:1). Выход гетеродина
(КТ3) соедините с входом 1 частотомера на правом блоке стенда.
Должны быть включены: генераторы ВЧ и НЧ на левом блоке стенда, гетеродин на исследуемом блоке, частотомер на правом блоке стенда и осциллограф. На осциллографе режим синхронизации – внешняя, входной делитель ка9
нала 1 – 0,1 В/дел, длительность развертки – 0,2 мс/дел. АРУ приемника должна
быть выключена.
Установите выходное напряжение по стрелочному индикатору генератора ВЧ -20 дБ.
Настройте генератор ВЧ и приемник на середину прямого канала приема
(≈801 кГц). Подстройтесь гетеродином так, чтобы на выходе детектора сигнал
был максимальным. Плавно увеличивая выходное напряжение генератора ВЧ
до появления видимых искажений сигнала НЧ на выходе детектора (по осциллографу), зафиксируйте значение максимального сигнала на входе приемника:
U1вх max = (-40 + n) дБ,
где n – показания стрелочного индикатора с учетом знака.
Далее включите АРУ. Установите ручку «УРОВЕНЬ ВЧ» генератора
ВЧ в крайнее левое положение и переключите вход приемника с гнезда выхода генератора ВЧ «-40 дБ» на гнездо «0 дБ». Плавно увеличивая напряжение на выходе генератора ВЧ до появления видимых искажений сигнала на выходе детектора, зафиксируйте новое значение входного сигнала приемника
U2вх max АРУ = n дБ, где n – показания стрелочного индикатора.
Оцените эффективность работы АРУ и расширение динамического диапазона приёмника (|U2вх max АРУ | - |U1вх max |).
2.6 Оформление отчёта
В отчёте привести:
‒
схему исследуемого устройства (рисунок 1);
‒
значения измеренных величин по каждому пункту;
‒
таблицы измеренных величин при снятии АЧХ;
‒
расчётные формулы и результаты расчётов с указаниями единиц измерений;
‒
графики АЧХ;
‒
выводы по результатам измерений, в частности:
по пункту 2.1 – сравнить значения чувствительности по верхнему и нижнему
каналам когда отсутствует входная цепь;
10
по пункту 2.2 – определить полосу пропускания по уровню 0,707 и коэффициент передачи ВЦ Uвых max / Uвх, где Uвх = Uвых гвч = 1 В. Сделать вывод, какой из
каналов приемника является прямым, а какой – зеркальным;
по пункту 2.3 – прокомментировать влияние входной цепи на работу приемника. Определить основное назначение входной цепи;
по пункту 2.4 – определить полосу пропускания УПЧ на уровне 0,707. Оценить избирательность по соседнему каналу при расстройке ± 9 кГц относительно частоты принимаемого сигнала. Назначение УПЧ?;
по пункту 2.5 – дать оценку эффективности работы АРУ и расширение динамического диапазона приемника.
11
Приложение 1
U, дБ
U
U, дБ
U
U, дБ
U
-119
1,1 мкВ
-49
3,55 мВ
-19
0,11 В
-118
1,3 мкВ
-48
3,98 мВ
-18
0,13 В
-117
1,4 мкВ
-47
4,47 мВ
-17
0,14 В
-116
1,6 мкВ
-46
5,01 мВ
-16
0,16 В
-115
1,8 мкВ
-45
5,62 мВ
-15
0,18 В
-114
2,0 мкВ
-44
6,31 мВ
-14
0,20 В
-113
2,2 мкВ
-43
7,08 мВ
-13
0,22 В
-112
2,5 мкВ
-42
7,94 мВ
-12
0,25 В
-111
2,8 мкВ
-41
8,91 мВ
-11
0,28 В
-110
3,2 мкВ
-40
10,00 мВ
-10
0,32 В
-105
5,6 мкВ
-39
11,22 мВ
-9
0,35 В
-100
10,0 мкВ
-38
12,59 мВ
-8
0,40 В
-95
17,8 мкВ
-37
14,13 мВ
-7
0,45 В
-90
31,6 мкВ
-36
15,85 мВ
-6
0,50 В
-85
56,2 мкВ
-35
17,78 мВ
-5
0,56 В
-80
0,10 мВ
-34
19,95 мВ
-4
0,63 В
-75
0,18 мВ
-33
22,39 мВ
-3
0,71 В
-70
0,32 мВ
-32
25,12 мВ
-2
0,79 В
-65
0,56 мВ
-31
28,18 мВ
-1
0,89 В
-60
1,00 мВ
-30
31,62 мВ
0
1,00 В
-59
1,12 мВ
-29
35,48 мВ
1
1,12 В
-58
1,26 мВ
-28
39,81 мВ
2
1,26 В
-57
1,41 мВ
-27
44,67 мВ
3
1,41 В
-56
1,58 мВ
-26
50,12 мВ
4
1,58 В
-55
1,78 мВ
-25
56,23 мВ
5
1,78 В
-54
2,00 мВ
-24
63,10 мВ
6
2,00 В
-53
2,24 мВ
-23
70,79 мВ
7
2,24 В
-52
2,51 мВ
-22
79,43 мВ
8
2,51 В
-51
2,82 мВ
-21
89,13 мВ
9
2,82 В
-50
3,16 мВ
-20
100,00 мВ
10
3,16 В
12
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 ГОСТ5651-89. Аппаратура радиоприемная бытовая. Общие технические условия. ГОСТ МЭК 60 065. 2002.
2 ГОСТ 11515-91. Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры
качества. Методы испытаний.
3 Исследование показателей и функциональных узлов радиовещательного приемника: учеб. пособие / О. В. Петров, Ю. В. Мазин, В. В. Саломасов, В. М. Никитин. ЛЭТИ, 1981. 101 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................................2
1 ОПИСАНИЕ МАКЕТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО
ПРИЕМНИКА.....................................................................................................................................3
2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ........................................................................................4
2.1 Измерение чувствительности приемника по каналам ..............................................................4
2.2 Снятие АЧХ входной цепи.........................................................................................................6
2.3 Измерение чувствительности приемника и избирательности по зеркальному каналу........7
2.4 Снятие АЧХ УПЧ.......................................................................................................................8
2.5 Оценка эффективности АРУ ......................................................................................................9
2.6 Оформление отчёта ...................................................................................................................10
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................................13
13
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
447 Кб
Теги
andronnikov1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа