Laboraorium z kładów Analogowych Prosowanie i Deekcja Józef Boksa WAT 13
1. PROSTOWANIE I DETEKCJA...3 1.1. CEL ĆWICZENIA...3 1.. WPROWADZENIE...3 1..1. Prosowanie...3 1... Modulacja i deekcja...3 1.3. PROSTOWNIKI NAPIĘCIA...6 1.4. DETEKTORY AMPLITDY...7 1.5. DETEKTORY CZĘSTOTLIWOŚCI...9 1.6. SCHEMATY BLOKOWE KŁADÓW POMIAROWYCH...1 1.7. SCHEMATY IDEOWE BADANYCH KŁADÓW...11 1.8. OPIS TECHNICZNY POMIARÓW...1 1.8.1. Zakres i meodyka pomiarów...1 1.9. ZAGADNIENIA KONTROLNE...1 1.1. LITERATRA...13
1. PROSTOWANIE I DETEKCJA 1.1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jes zapoznanie się z własnościami, paramerami i charakerysykami prosowników przebiegów elekrycznych oraz deekorów bazując na prosownikach diodowych, diodowym deekorze ampliudy oraz deekorze FM z wykorzysaniem pęli synchronizacji fazowej (PLL). 1.. WPROWADZENIE 1..1. Prosowanie Prosownik prosuje przebieg zmienny po o, aby energię prądu przemiennego (np. dosępną w sieci energeycznej 3V 5Hz) przekszałcić na energię prądu sałego niezbędną do zasilania większości urządzeń elekronicznych. Ideę najprosszego prosowania zw. jednopołówkowego przedsawiony na rys 1.1 Rys. 1.1. prosownik jednopołówkowy Prosowanie jednopołówkowe Warość średnia przebiegu wejściowego prosownika (zawarość składowej sałej) jes zerowa ale dla przebiegu wyjściowego jes dodania. Aby ją porównać względem energii prądu sałego wyznacza się warość skueczną wyprosowanego przebiegu.. Poza składową sałą na wyjściu wysępuje jeszcze składowa zmienna będąca źródłem zw. ęnień. Sosunek warości ęnień do warości składowej sałej nazywamy współczynnikiem ęnień Podsawowe paramery prosownika o: a) warość średnia przebiegu wyprosowanego śr, b) warość skueczna przebiegu wyprosowanego sk, c) współczynnik ęnień, d) sprawność prosowania η. 1... Modulacja i deekcja Przesyłanie drogą radiową informacji (np. dźwięku lub obrazu) przeworzonej na przebieg elekryczny jes prakycznie niemożliwe ze względu na jego małą częsoliwość. Aby umożliwić przesył akiej informacji sosuje się dodakowy przebieg elekrycznego o wysokiej częsoliwości zw. nośnej (ang. carrier - nosiciel, ragarz).. dogodny do przesyłania na duże odległości. Na aki przebieg nośnej nakłada się przebieg niskoczęsoliwościowy. Taki proces nosi nazwę modulacji. Modulacja polega na zmianie jednego z paramerów nośnej pod wpływem sygnału modulującego zawierającego informację. W zależności od ego kóry paramer nośnej jes uzmienniany rozróżniamy modulację ampliudy AM (Ampliude Modulaion), częsoliwości FM lub fazy ΦM. Na rys. 1.. [] przedsawiono sygnały modulowany, modulujący i zmodulowany ampliudowo. Modulacja ampliudy polega więc na płynnej zmianie ampliudy fali nośnej pod wpływem sygnału modulującego. Sopień oddziaływania sygnału modulującego na ampliudę fali nośnej określa współczynnik głębokości modulacji m. 3
u N() 1 Fala nośna -1 u mod() B Sygnał modulujący -B AM() Sygnał zmodulowany A max A A min A kb kb Współczynnik głębokości modulacji kb A m= = A A max min Amax+ Amin Rys. 1.. Przebieg sygnału zmodulowanego AM Widmo sygnału elekrycznego o zbiór wszyskich składowych częsoliwościowych worzących dany przebieg elekryczny. Nośna i sygnał modulujący o przebiegi sinusoidalne więc ich widma zawierają ylko jeden prążek. Sygnał zmodulowany o przebieg złożony i jego widmo zawiera rzy prążki rys. 1.3.a. Jeśli sygnał modulujący składa się z wielu składowych np. mowa, o zajmuje pewne pasmo. W ym przypadku widmo przebiegu AM może przyjąć posać jak na rys. 1.3.b. a) A b) A f N -f mod f N f N +f mod f f f N -f max f N -f min f N f N +f min f N +f max Rys. 1.3. Widmo sygnału AM modulowanego sygnałem harmonicznym a) i złożonym b) Do wykrycia informacji zawarej w złożonym przebiegu sygnału zmodulowanego AM należy dokonać zw. deekcji. Nazwa deekcja pochodzi od łacińskiego słowa deecio zn. wykrywanie i deekować można każdy paramer przebiegu elekrycznego ampliudę, częsoliwość czy fazę odpowiednimi deekorami. Ławo zauważyć, że przy AM informacja jes zawara w zw. obwiedni przebiegu wcz, wysarczy więc wyprosować przebieg AM a nasępnie zdeekować chwilowe warości jego ampliudy półokres za półokresem jak przy prosowaniu. prosownik jednopołówkowy FDP Rys. 1.4. Deekcja AM Nośna ma zwykle częsoliwość conajmniej dziesiąki razy większą od obwiedni więc próbkowanie obwiedni spełnia z nadmiarem założenia wierdzenia o próbkowaniu. Przy modulacji częsoliwości sygnał modulujący liniowo uzmiennia nie chwilową ampliudę a chwilową częsoliwość fali nośnej co przedsawiono na rys. 1.5. 4
b() B -B s() f() A -A Rys. 1.5. Przebiegi czasowe przy modulacji częsoliwości: b() sygnał modulujący, s() sygnał zmodulowany Sopień oddziaływania sygnału modulującego na częsoliwość fali nośnej określa zw. dewiacja częsoliwości f określająca maksymalną warość odchylenia częsoliwości sygnału nośnego od częsoliwości sygnału niemodulowanego lub indeks modulacji β jako sosunek dewiacji do częsoliwości sygnału modulującego. Widmo sygnału FM (rys. 1.6) zawiera nieskończoną liczbę składowych, rozmieszczonych symerycznie względem fali nośnej f N, oddalonych od siebie o warość częsoliwości sygnału modulującego f mod zajmuje więc eoreycznie nieskończone pasmo. Jednak im prążki boczne są bardziej oddalone od nośnej ym mają mniejszą moc i dlaego pasmo B sygnału FM (rys. 1.6) przyjmujemy jako skończone i określone jes przybliżoną zależnością: B ( f + fmod ) dla β > 4 (1.1) IAI B = 1 khz f mod = 15 khz f N-7f m f N-f m f N-f m f N f N+f m f N+f m F N+3f m F N+7f m f Rys. 1.6. Przykładowa posać widma radiowego sygnału FM (f N = 1 MHz, f mod = 15 khz, f = 75 khz, β = 5) Hisorycznie najsarsze deekory FM o układy z dyskryminaorami częsoliwości (dyskryminować o rozróżniać). a) b) FM FM- AM deekor AM f f N Rys. 1.7. Deekor FM z pojedynczym dyskryminaorem Dyskryminaor worzy odpowiednio zesrojony obwód rezonansowy (rys. 1.7). Jeśli częsoliwość rezonansową ego obwodu dobrać jako większą od częsoliwości nośnej sygnału FM o składowe boczne widma FM (rys. 1.6) na wyjściu obwodu rezonansowego będą miały poziom ym większy im mają większą częsoliwość i ym mniejszy im ich częsoliwość jes mniejsza (rys. 1.7.b). Ten przypadek jes nazywany pracą na zboczu krzywej rezonansowej. W efekcie sygnał FM z naury o sałej ampliudzie i zmiennej częsoliwości (rys. 1.5) po przejściu przez obwód rezonansowy saje się sygnałem o zmiennej ampliudzie i zmiennej częsoliwości. Zachodzi u konwersja FM/AM. Sygnał modulujący doychczas zakodowany w częsoliwości jes eraz zakodowany akże w ampliudzie. Teraz do dalszej deekcji wysarczy zwykły deekor AM. Liniowość przekszałcenia zależy od liniowości zbocza charakerysyki obwodu rezonansowego i prakycznie nie jes zby duża. Nowocześniejsze deekory FM o deekory koincydencyjne i deekory z pęlą sprzężenia fazowego PLL. 5
1.3. PROSTOWNIKI NAPIĘCIA Najprosszym prosownikiem napięcia zmiennego jes prosownik jednopołówkowy przedsawiony na rys 1.8. 1 D R Rys. 1.8. Prosownik jednopołówkowy W czasie rwania dodaniej połówki zmiennego napięcia 1 dioda D przewodzi i przez obciążenie płynie prąd o polaryzacji dodaniej. W czasie rwania ujemnej połówki napięcia 1 dioda D nie przewodzi i przez obciążenie prąd nie płynie. Na rysunku 1.8 przedsawiono poglądowy przebieg napięcia wyjściowego przy założeniu, że na diodzie przewodzącej nie odkłada się żadne napięcie. W rzeczywisości na diodzie przewodzącej odkłada się napięcie wynikające z rezysancji jaką przedsawia dioda spolaryzowana w kierunku przewodzenia ( T /I D ). Przebieg wyprosowany jes odkszałcony od sinusoidalnego i charakeryzuje się niezerową warością średnią śr (zawiera składową sałą). T 1 śr = u( ) d (1.) T Warość skueczna wyprosowanego sk = 1 T T u ( ) d Składowa zmienna napięcie wyjściowego jes nazywana ęnieniem a sosunek warości skuecznej ęnień do warości składowej sałej śr nazywamy współczynnikiem ęnień = (1.4) śr Sprawność prosowania jes o sosunek mocy prądu sałego wydzielonej w obciążeniu (moc przebiegu wyprosowanego) do całkowiej mocy doprowadzonej do prosownika czyli Sr η = (1.5.a) sk Zależności na poszczególne paramery prosownika umieszczono zbiorczo w abeli 1.3.1 Tabela 1.3.1 prosownik warość średnia warość skueczna ęnienia sprawność jednopołówkowy,318,5 =,386 η =, 46 dwupołówkowy śr = 1m sk = 1m 1m śr =,637 1m sk =,77 1m,38 1m 1m ampliuda napięcia 1 (wejściowego prosownika). (1.3) = η =, 81 Aby ograniczyć poziom ęnień prosowników konieczne jes zasosowanie filru dolnoprzepusowego o srukurze od najprosszego RC jak na rys.1.9.a przez ypu L rys.1.9.b. do ypu π - rys.1.9.c. p p a) b) L c) L C R C R C 1 C Rys. 1.9. Filry prosowników 6
Działanie prosownika z filrem RC zobrazowano na rys. 1.1.a. Podczas dodaniej połówki napięcia 1 ładuje się kondensaor w przedziale od do punku a. Po osiągnięciu ego punku napięcie 1 maleje i kondensaor rozładowuje się przez obciążenia R. Za czas rwania nasępnej połówki dodaniej syuacja się powarza, ak że przebieg napięcia na obciążeniu jes jak na rys. 1.1.b. b) a) a ) Rys. 1.1. Przebieg napięcia wyjściowego prosownika z filrem RC Jeśli pojemność kondensaora będzie duża o zmagazynuje się w niej duży ładunek i na dłużej sarczy do zasilania obciążenia za czas przerwy w ładowaniu. Jeśli pojemność kondensaora będzie zby mała o ładunku może nie sarczyć do czasu nasępnego eapu ładowania i wysąpi chwilowa przerwa w dosawie energii do obciążenia. Dla filru ypu L (rys. 1.9.b) szeregowa indukcyjność L przedsawia dużą impedancję dla składowej zmiennej, z kolei kondensaor małą dla składowej zmiennej worząc dla niej drogę omijającą obciążenie. Osre wymagania na dużą warość indukcyjności i wynikające z ego gabaryy nie zachęcają jednak do ich sosowania. Mała sprawność i duże ęnienia o główne wady prosownika jednopołówkowego. O wiele lepszym jakościowo jes prosownik dwupołówkowy w układzie moskowym (zw. prosownik z moskiem Graeza) kórego schema przedsawiono na rys. 1.11. 1 D 1 A D D 4 B D 3 R Rys. 1.11. Prosownik Graeza Jeśli przy pewnej polaryzacji napięcia prosowanego poencjał węzła A (rys. 1.1.a) jes wyższy niż w węźle B o przewodzą diody D i D4. Przy zmianie polaryzacji przewodzi druga para diod rys. 1.1.b. Prąd przez obciążenie płynie w sposób ciągły w ym samym kierunku. a) A + D b) D 1 A - D 4 - B R + B D 3 R Rys. 1.1. Obwody prądu w prosowniku z moskiem Graeza Zależności na poszczególne paramery ego prosownika i mieszczono w abeli1.3.1 1.4. DETEKTORY AMPLITDY Sygnał wyjściowy deekora ampliudy w posaci prądu sałego może być uzależniony od różnych paramerów wejściowego sygnału zmiennego. W związku z ym wyróżnia się deekory warości skuecznej, średniej i szczyowej. Wyznaczając warość skueczną przebiegu zmiennego wysarczy zauważyć, że jes ona proporcjonalna do warości ciepła wyworzonego przy przepływie prądu przez rezysancję. Jako przewornik ciepło napięcie można wykorzysać zw. ermoparę. Taki elemen podgrzany przy pomocy grzejnika w posaci druu oporowego przez kóry przepływa deekowany sygnał wywarza na swych zaciskach napięcie sałe proporcjonalne do emperaury a więc do warości prądu. 7
1.6 1. 8m 4m 1 vywy vywy#a 5u 1.5m.5m 3.5m 4.5m ime in seconds 1 Wadą akich deekorów jes mała czułość, gdyż do poprawnego pomiaru wymagana jes moc sygnału wejściowego co najmniej kilka miliwaów. 1.4.1.1. Deekory warości średniej Deekory warości średniej są o wiele prossze w wykonaniu w porównaniu z deekorami warości skuecznej. Jak wcześniej wspomniano najpierw przebieg deekowany należy wyprosować a nasępnie obliczyć jego warość średnią poprzez scałkowanie np. w układzie jak na rys. 1.13a. Funkcję całkującą może spełnić prosy układ RC w układzie filru dolnoprzepusowego. a) D b) R kł całk D R Sep kł całk Rys. 1.13. Deekor warości średniej Warunkiem poprawnej deekcji warości średniej jes czyso rzeczywise (rezysancyjne) obciążenia diody. Gdyby między prosownikiem a układem całkującym pojawiła się niekonrolowana pasożynicza pojemność o wyprosowany przebieg zosałby odkszałcony jak na rys. 1.14. kład całkujący wyznaczyłby warość średnią nie przebiegu wyprosowanego a odkszałconego. Plo1 vywy, vywy#a in vols Rys. 1.14. Przebiegi na wyjściu deekora warości średniej obciążonego rezysancyjnie i pojemnościowo Aby ego uniknąć po części prosowniczej deekora podłącza się sopień separujący Sep (rys. 1.13b) o możliwie najmniejszej pojemności wejściowej. 1.4.1.. Deekor warości szczyowej Deekory warości szczyowej są jeszcze prossze w wykonaniu niż warości średniej. W ym przypadku zgodnie z rys. 1.15 równoległą pojemność w obciążeniu diody włącza się celowo D C R Rys. 1.15. Deekor warości szczyowej Jeśli dioda jes spolaryzowana przebiegiem wejściowym w kierunku przewodzenia o kondensaor szybko się ładuje przez znikomo małą rezysancję diody (dioda prakycznie zwara). Jeśli dioda będzie spolaryzowana w kierunku zaporowym (dioda prakycznie rozwara) o kondensaor może się rozładować ylko przez rezysor. Sała czasu ładowania jes więc mniejsza od rozładowania. Przykładowy przebieg sygnału wyjściowego na le sinusoidalnego sygnału wejściowego przedsawiono na rys. 1.16. Różnica między dodanią warością szczyową sygnału wejściowego a warością szczyową sygnału wejściowego wynika z niezerowej warości rezysancji diody spolaryzowanej w kierunku przewodzenia. 8
. 1. -1. -. 1 vywe vywy 5u 1.5m.5m 3.5m 4.5m ime in seconds 1 Plo1 vywe, vywy in vols Rys. 1.16. Przebiegi czasowe w szeregowym deekorze warości szczyowej Deekor warości szczyowej może być wykorzysany do deekcji sygnałów zmodulowanych ampliudowo AM. Przy akiej modulacji informacja jes zawara w zw. obwiedni. Wysarczy więc deekować chwilowe ampliudy połówek wyprosowanego przebiegu AM. Bardzo isony jes u jednak przedział czasu między poszczególnymi szczyami obwiedni kiedy kondensaor się rozładowuje. Z jednej srony sała czasu τ = RC nie może być zby duża gdyż kondensaor naładowany do dużej warości poprzedniego szczyu obwiedni nie zdąży się rozładować aby przyjąć nową mniejszą warość za nasępną warość szczyową rys. 1.17.a []. wy wy (a ) (b ) Rys. 1.17. Niewłaściwy dobór sałej czasowej deekora szczyowego a) RC za duża, b) RC za mała Przy zby małej sałej czasu kondensaor zby rozładowuje się w przerwach między półokresami przebiegu AM i powsanie efek silnego ząbkowania przebiegu. Warunek doboru warości sałej czasu w porównaniu z okresem nośnej w.cz. T N i okresem przebiegu sygnału modulującego m.cz. T mod można wyrazić nierównością [] T N << ( τ = RC) << T (1.6) mod Przy dobrze dobranej sałej czasu diodowy deekor AM wiernie odwarza obwiednię sygnału zmodulowanego. 1.5. DETEKTORY CZĘSTOTLIWOŚCI Deekory częsoliwości są układami wykrywającymi częsoliwość. W elekomunikacji służą one do wykrycia modulacji w sygnale FM. 1.5.1.1. Deekory z PLL Podsawową niedogodnością przy deekcji sygnałów FM z wykorzysaniem układów sarszej generacji była konieczność sosowania układów LC i ich kłopoliwego zesrojenia. Z chwilą gdy sały się powszechnie dosępne układy PLL w posaci scalonej en problem zosał rozwiązany. waga: zakłada się, że Czyelnik ma opanowaną wiedzę z zakresu podsaw działania pęli PLL zawarą np. w [1].. Prześledźmy zasadę działanie deekora z PPL (popularnie pęli) przedsawionej blokowo na rys. 1.1. 9
we FM DF u d ( FDP wy m.cz. u g ( ) GPN u f () Rys. 1.18. Schema blokowy deekora FM z PLL Do wejścia deekora fazy DF są doprowadzone sygnały: wejściowy podlegający deekcji oraz sygnał z generaora przesrajanego napięciem GPN. Mimo wcześniejszego jednorazowego usawieniu drgań spoczynkowych GPN jako zbliżonych do oczekiwanej na wejściu pęli e dwa sygnały mają zbliżone ale jednak różne częsoliwość. Załóżmy, że sygnał wejściowy jes niemodulowany wówczas DF jako układ mnożący [1] wyworzy na wyjściu składową sumacyjną i różnicową. Szybkozmienna składowa sumacyjna o częsoliwości f s + f GPN zosanie odfilrowana przez FDP i na wyjściu FDP zosanie ylko wolnozmienna składowa różnicowa f s - f niosąca informację o niezgodności częsoliwości. Ten przebieg uzmiennia częsoliwość GPN ak długo aż nasąpi zrównanie częsoliwości czyli zosaje osiągnięy synchronizm pęli. Od ego momenu GPN pracuje na wymuszonej częsoliwości równej częsoliwości sygnału wejściowego. Synchronizm jes możliwy ylko wedy jeśli począkowa różnica częsoliwości jes mniejsza od zw. zakresu chwyania pęli. Jeśli pęla jes już w synchronizmie i wysąpi zmiana częsoliwości sygnału wejściowego o DF wychwyci ą różnicę częsoliwości i GPN zosanie przesrojony na nową częsoliwość. Jeśli częsoliwość sygnału wejściowego PLL w pewnym przedziale czasu będzie płynnie narasać o płynnie będzie narasać poziom składowej różnicowej oddziałowując na GPN celem płynnego zwiększenia jego częsoliwośi. Analogicznie w przypadku zmniejszania częsoliwości. W przypadku FM o zwiększanie lub zmniejszanie częsoliwości wynika z zasady modulacji. Wspomniane zmiany częsoliwości sygnału wejściowego (zw. dewiacja częsoliwości) nie mogą być zby duże. Warością graniczną odsrojenia przy kórym nadal będzie synchronizm jes zw. zakres rzymania pęli. Pęla jes jakby sworzona do deekcji sygnału FM bowiem jeśli po osiągnięciu synchronizmu GPN ma nadążać za zmianami częsoliwości sygnału wejściowego pęli o musi być wyserowywany odpowiednim napięciem żeby zrównywać częsoliwości. To napięcie GPN orzymuje z DF poprzez FDP. Aby GPN w sposób ciągły wywarzał sygnał o chwilowej częsoliwości zgodnej z częsoliwością sygnału FM musi być serowany (modulowany) sygnałem z DF przez FDP ak samo zmieniającym się w czasie jak zmienia się sygnał modulujący sygnału FM. Ten sygnał modulujący GPN (będący jednocześnie zdeekowanym sygnałem FM) jes pozyskiwany z FDP. S GPN 1.6. SCHEMATY BLOKOWE KŁADÓW POMIAROWYCH Ponieważ układ prosownika napięcia jes zbudowany na wspólnej płyce wraz z deekorem więc ma nazwę prosownik / deekor. Schema blokowy układu pomiarowego do badania prosownika / deekora przedsawiono na rys. 1.. Generaor We 1 We We 3 Wee4 Prosownik / deekor Wy 1 Wy Wy 3 Wy 4 Wolomierz Oscyloskop Trig Rys. 1.19. Schema blokowy układu pomiarowego do badania prosownika / deekora Źródło napięcia do prosowania podłącza się do jednego z wejść. Wolomierz umożliwia pomiar odpowiedniego parameru przebiegu wyjściowego (warość średnia, skueczna i ęnienia) a oscyloskop obserwację jego kszału.. 1
Badanie deekora ampliudy przeprowadza się w ym samym układzie pomiarowym jak prosownika przy czym w miejsce generaora sinusoidalnego sosuje się generaor sygnałowy z możliwością modulacji AM do badania charakerysyk saycznych i dynamicznych. Schema blokowy układu pomiarowego do badania układu deekcji sygnałów FM przedsawiono na rys. 1.3. Generaor sygnałowy We Deekor FM Wy Wy3 Oscyloskop Wolomierz Zasilacz Rys. 1.. Schema blokowy układu pomiarowego do badania deekora FM W odróżnieniu od zasosowanego deekora ampliudy, kóry jes układem pasywnym zasosowany deekor FM jes układem akywnym i wymaga zasilania. Generaor sygnałowy jes źródłem sygnału w. cz. do badania charakerysyk saycznych i dynamicznych deekora. Wolomierz DC jes wykorzysywany przy badaniu charakerysyk saycznych układu naomias wolomierz AC jes wykorzysywany przy badaniu charakerysyk dynamicznych. Oscyloskop służy do obserwacji kszału mierzonych przebiegów. 1.7. SCHEMATY IDEOWE BADANYCH KŁADÓW Schema ideowy prosownika / deekora AM przedsawiono na rys. 1.4. Wy1 We1 D D1 1N4 D3 P1a C1 n R1 51 R 5k1 P We D5 4 1N4 D4 P1b C n R3 51 R4 5k1 P3 Wy3 Wy4 We3 R5 51 D6 OA65 C3 1n5 R5 7k5 C4 3p R6 75k P4 Wy Rys. 1.1. Schema ideowy prosownika / deekora AM Prosownik jednopołówkowy modelu jes zbudowany na diodzie D1. Rezysor R1 sanowi zabezpieczenie przed zwarciem prosownika i w normalnych warunkach nie jes sosowany. Obciążenie rezysancyjne prosownika realizuje prakycznie rezysor R, kóry po podłączeniu przełącznikiem P1a kondensaora C1 worzy filr dolnoprzepusowy redukujący ęnienia. Wyjście Wy1 umożliwia obserwację przebiegu prosowanego a wyjścia Wy3 i Wy4 obserwację i pomiary przebiegu wyprosowanego (wciśnięy P) i ewenualnie odfilrowanego (dodakowo wciśnięy P1). `Prosownik dwupołówkowy modelu jes zbudowany na diodach D do D5 sanowiących zw. prosownik Graeza. Dla poprawnego zamknięcia obwodów prosownika wymagane jes galwaniczne rozdzielenie wejścia od wyjścia prosownika aby poencjał odniesienia wejścia prosownika (masa wejścia) nie był połączony z masą wyjścia. Z ego powodu brak jes możliwości jednoczesnej obserwacji oscyloskopem przebiegu prosowanego i wyprosowanego jak w przypadku jednopołówkowego. Przeznaczenie pozosałych elemenów ego prosownika jes analogiczne jak jednopołówkowego. Pozosałe elemeny modelu laboraoryjnego z rys. 1.4 sanowią deekor AM w układzie szeregowym. 11
Elemenem prosującym deekora jes dioda D6 (odmiennego ypu niż w prosowniku ze względu na wyższą częsoliwość). Dolnoprzepusowy filr podeekcyjny ypu π worzą C3, R5 i C4. Rezysor R6 sanowi obciążenie deekora. Obserwację przebiegu sygnału deekowanego umożliwia wyjście Wy a obserwację i pomiary przebiegu zdeekowanego (wciśnięy P4) wyjście Wy3 i Wy4. Do deekcji FM zasosowano pęlę PLL wykonaną w posaci układu scalonego NE565. proszczony schema deekora przedsawiono na rys. 1.5. Jego schema ideowy znajduje się w załącznikach. We R 1k C1 47n R1 1k C 47n In S In S 3 Phase Comp 5 +Vcc S1 1 NE 565 DF Wzm FDP 7 6 Ref Ou C5 4n7 Wy1 Wy Wy3 Ou VCO 4 GPN 1 RVCO 8 CVCO 9 R3 47 C3 4n7 PR 4k7 +Vcc -Vee GPN Rys. 1.. Schema deekora FM Aby pęla mogła osiągnąć synchronizm o częsoliwość spoczynkowa GPN powinna być zbliżona do częsoliwości sygnału wejściowego pęli. Osiąga się o przez wcześniejszy odpowiedni dobór pojemności kondensaora i rezysora podłączonych odpowiednio do końcówek CVCO i RVCO układu scalonego S1. Jeśli pęla chwyci synchronizm o GPN wyworzy na wyjściu sygnał o częsoliwości równej częsoliwości sygnału wejściowego (We). Jeśli sygnał wejściowy zmieni częsoliwość chwilową o DF jako układ mnożący wykryje ą różnicę i wyworzy na wyjściu napięcie proporcjonalne do ej różnicy częsoliwości. Poprzez wzmacniacz (Wzm) sygnał błędu (po odfilrowaniu składowej sumacyjnej przez FDP) wymusza zmianę częsoliwości GPN doprowadzając do minimalizacji błędu czyli ponownego zrównania częsoliwości sygnału wejściowego i GPN. FDP pęli i worzy rezysor (3,6kΩ) wewnąrz S1 i kondensaor zewnęrzny C5. Sygnał wyjściowy deekora i GPN po dodakowej obróbce jes podany do odpowiednich wyjść modelu laboraoryjnego. 1.8. OPIS TECHNICZNY POMIARÓW 1.8.1. Zakres i meodyka pomiarów W części I ćwiczenia badane są prosowniki: jednopołówkowy i dwupołówkowy. Badania obejmują pomiary paramerów energeycznych przebiegu wyjściowego prosownika: warość średnia, skueczna i ęnienia; bez filru i z filrem RC:. W części II ćwiczenia realizowane są badania diodowego deekora ampliudy. Badania obejmują pomiary charakerysyki saycznej i dynamicznej deekora oraz jego ocenę jakościową. W części III ćwiczenia realizowane są badania deekora sygnałów FM. Mierzone będą charakerysyki sayczne, dynamiczne i częsoliwościowe deekora na pęli PLL. 1.9. ZAGADNIENIA KONTROLNE 1. Paramery prosownika napięcia zmiennego. Zasada działania prosownika jednopołówkowego i jego właściwości. 1
3. Zasada działania prosownika dwupołówkowego i jego właściwości. 4. Zasady doboru filru prosowników napięcia 5. Isoa, paramery, przebiegi czasowe i widmo sygnału AM. 6. Zasada działania deekora AM. 7. Charakerysyki sayczne i dynamiczne deekcji AM. 8. Wpływ moska deekcyjnego i obciążenia na zniekszałcenia deekcji. AM 9. Isoa modulacji FM, przebieg czasowy sygnału FM oraz widmo sygnału FM. 1. Deekcja FM z dyskryminaorem. 11. Związki między paramerami sygnału FM i paramerami pęli. 1. Deekcja FM z PLL. 13. Charakerysyka sayczna i dynamiczna deekora FM. 14. Charakerysyka częsoliwościowa deekora FM. 1.1. LITERATRA [1]. J. Boksa, Analogowe układy elekroniczne, BTC 7, sygn. 69 []. P. Kaniewski, J. Kaźmierczak, P. Komur, Laboraorium z podsaw modulacji i deekcji, WAT, 1, sygn. S- 5787 [3]. P. Kaniewski, Podsawy modulacji i deekcji, WAT, 7, sygn. 63114 [4]. Noa kaalogowa NE565: hp://www.naional.com/ds/lm/lm565.pdf 13