UMB, Sprawka AUE

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
UKŁADY MNOŻENIA BEZPOŚREDNIEGO
1. WSTĘP
Tematem ćwiczenia są zagadnienia związane z zastosowaniem układów mnożenia w szczególności do
przesyłania informacji na odległość. Badane są - pod kątem zasad pracy i właściwości tory transmisji z
modulacją amplitudy i fazy. Pokazano również przykładowe zastosowanie analogowego układu pro-
gramowalnego ispPAC20 firmy Lattice Semiconductors, który zawiera programowalne sekcje filtru
oraz 8-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy.
WYKAZ WKŁADEK i APARATURY POMIAROWEJ
Wkładki DA 091A, DA091B, DA 171A
generator sygnałów synfazowych SN3112
regulowane źródło napięcia stałego SA1321
generator HP 203A
generator 5621
generator METEX
oscyloskop cyfrowy
2. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH
2.1 Modulator amplitudy (DA091A)
Modulator amplitudy pracuje w układzie różnicowym obciążonym lustrem prądowym (tranzystory T
7
,
T
8
na rys. 1). Falę nośną doprowadza się do gniazda wejściowego umieszczonego na płycie czołowej
wkładki oznaczonego cyfrą "1". Sygnał modulujący doprowadza się do gniazd "WE3" lub "WE2" -
zależnie od charakteru sygnału (stały lub zmienny). Wyboru gniazda łączonego z wejściem modulato-
ra dokonuje się za pomocą przełącznika suwakowego "2-3". Napięcie modulujące (zmniejszone dwu-
krotnie) można mierzyć i obserwować na wyjściach oznaczonych "U
mod
". Wtórnik T
6
, zasilany stałym
prądem emitera przez źródło prądowe T
2
, przesuwa poziom napięcia modulującego, w kierunku na-
pięć ujemnych, o około 6,7 V. Dioda Zenera D
1
zabezpiecza układ scalony UL 1111 przed przekro-
czeniem dopuszczalnej wartości napięcia między podłożem układu (końcówka 13) a kolektorem T
4
.
DA 091A
1
U mod
2
outputs
3
23
i
pe
nor
Rys. 1. Schemat ideowy i płyta czołowa wkładki DA091A
2
2.2 Demodulator amplitudy (DA091B)
Sygnał zmodulowany doprowadzany do gniazda "input" – WE (rys. 2), steruje rozpływem prądu ko-
lektorowego tranzystora T
2
pomiędzy tranzystory T
8
i T
9
oraz przełącza od zatkania do stanu aktyw-
nego tranzystory T
4
– T
7
. Na wyjściach układu można oglądać i mierzyć napięcie zdemodulowane z
dołączonym lub odłączonym filtrem dolnoprzepustowym R
15
C
3
.
Rys. 2. Schemat ideowy i płyta czołowa wkładki DA091B
2.3 Układ ispPAC20 firmy Lattice Semiconductor
W swojej strukturze układ zawiera dwie sekcje programo-
walnych filtrów dolnoprzepustowych, podwójny szybki
komparator, oraz przetwornik cyfrowo-analogowy. Typo-
wy schemat aplikacyjny przedstawiony jest na rysunku
obok. Sekcja filtrów pozwala uzyskać częstotliwości gra-
niczne od 10kHz do 100kHz, a wzmocnienie w zakresie od
1 do 10. Bardzo szybki przetwornik C/A pozwala genero-
wać sygnały akustyczne, jednak jego prędkość ograniczona
jest szybkością transmisji danych do układu. Można go
programować interfejsem szeregowym (JTAG, ISP), lub
równoległym, który został tu wykorzystany (ze względu na
szybkość)
3
2.3 Układ 4/4 z filtrem dolnoprzepustowym (DA171A)
Wkładka DA171A zawiera (rys. 3.) czteroćwiartkowy układu mnożący (tranzystory T
3
– T
11
). Tranzy-
story T
6
- T
11
pracują jako klucze prądowe nienasycone. Mogą one być sterowane przebiegami o róż-
nych kształtach; ważne jest jednak, aby napięcia na bazach tranzystorów można było - w okolicy po-
ziomu przełączania - aproksymować przebiegiem o współczynniku wypełnienia 0,5. Ze względu na
nienasycanie się tranzystorów przełączanych, maksymalna wartość międzyszczytowa napięć wejścio-
wych nie powinna przekraczać 5 V.
Rys.3. Schemat ideowy i płyta czołowa układu 4-ćwiartkowego (wkładka DA171A)
3. OBSERWACJE I POMIARY
3.1 Obserwacja działania układu mnożącego w dziedzinie częstotliwości
1. Na wejścia wkładki DA 171A podać sygnały sinusoidalne o różnych częstotliwościach. Amplitudy i
częstotliwości sygnałów dobrać jak na rysunku. Za pomocą oscyloskopu cyfrowego obserwować
widma sygnałów doprowadzonych do jego wejść. Używając funkcji kursora odczytać charaktery-
styczne częstotliwości. Zmieniać częstotliwość sygnałów wejściowych i obserwować widmo sygnału
wyjściowego.
W sprawozdaniu narysować przykładowe widma sygnałów wejściowych i wyjściowego (na jednym
rysunku) i określić jaką funkcję spełnia układ.
4
3.2 Pomiary modulatora amplitudowego (DA091A)
1. Wybrać z tablicy 1 parę wartości (
U
n
,
m
). Do wejść modulatora DA091 doprowadzić sygnały z
generatora sygnałów synfazowych SN3112. Dobrać tak nastawy tego generatora aby na wyjściu mo-
dulatora uzyskać sygnał o wybranych wartościach (
U
n
,
m
) [Wskazówka: Amplitudę przebiegu sinuso-
idalnego (modulowanego) dobrać tak aby uzyskać odpowiednią wartość
U
n
przy braku modulacji tzn.
gdy napięcie modulujące (trapez) = 0. Następnie dobrać amplitudę sygnału trapezoidalnego tak aby
uzyskać odpowiednia głębokość modulacji
m
= (U
max
-U
min
)/(2
U
n
). Maksymalną (U
max
) i minimalną
(U
min
) wartość amplitudy przebiegu zmodulowanego mierzyć za pomocą funkcji kursora oscyloskopu
cyfrowego.] Następnie zmierzyć (np. oscyloskopem cyfrowym) wartości amplitud napięć modulowa-
nego i modulującego doprowadzonych do wejść modulatora DA091A..
Tablica 1.
Generator sygnałów synfazo-
wych służy do wytworzenia
dwóch przebiegów okreso-
wych: trapezoidalnego i sinu-
soidalnego w taki sposób, aby
częstotliwość przebiegu sinuso-
idalnego była 16-krotnie więk-
sza niż trapezoidalnego, a jed-
nocześnie aby sygnały te były
synchroniczne - tzn. aby cha-
rakteryzowały się stałym prze-
sunięciem fazowym. Amplitu-
da obu przebiegów może być
regulowana
U
n
- amplituda fali nośnej na
wyjściu modulatora [V]
m
- współczynnik głębokości
modulacji
0.5
1.0
1.5
2.0
0.2
0.3
0.5
0.7
od
0
do
U
max
=10V.
W sprawozdaniu porównać zmierzone wartości napięć z obliczonymi na podstawie schematu ideowe-
go wkładki DA091A. Wartość amplitudy napięcia modulowanego, odpowiadającą amplitudzie fali
nośnej na wyjściu modulatora równej przyjętej wartości
U
n
obliczyć zakładając, że napięcie modulują-
ce ma wartość stałą równą 5 V (na wejściu wkładki DA091A). Następnie obliczyć amplitudę napięcia
modulującego odpowiednią dla wybranej wartości
m
. [Wskazówka: Wzmocnienie różnicowe układu
wynosi
k
ur
=
0,01
g
m
R
C
(tłumik na wejściu WE1) przy czym transkonduktancja
g
m
=
40
I
C
=
40½
I
E
=
20
U
17
/R
17
). Współczynnik głębokości modulacji jest równy stosunkowi amplitud napięcia
modulującego pojawiającego się na R
17
do napięcia stałego na tym rezystorze
m = U
ac
/U
DC
.] Porów-
nać wyniki obliczeń z otrzymanymi w pomiarach. W razie niezgodności należy wyjaśnić ich przyczy-
ny (wyznaczyć wartość współczynnika sprawności złącza emiterowego η)
.
2. Zmierzyć
a w sprawozdaniu narysować
charakterystykę dynamiczną
modulatora amplitudowego
tzn. zależność współczynnika głębokości modulacji
m
od amplitudy napięcia,
U
m
sygnału modulują-
cego (trapezoidalnego).
5
3.3 Badanie toru z modulacją amplitudy (DA091A i DA091B)
1. Połączyć tor modulator (DA091A) – demodulator (DA091B). Do wysterowania wejść modulatora
użyć przebiegów sinusoidalnego i trapezowego z generatora SN3112, w którym ustalić napięcia jak w
p.3.2.1. Zaobserwować i narysować przebieg napięcia modulującego, doprowadzonego do wejścia
WE2 modulatora i zdemodulowanego na wyjściu demodulatora w przypadku z odłączonym i dołączo-
nym filtrem.
2. Połączyć układ do pomiaru
charakterystyki statycznej
demodulatora tzn. zależności wartości śred-
niej napięcia U
out
na wyjściu demodulatora od amplitudy napięcia U
n
sterującego demodulatorem.
Napięcie zmienne o amplitudzie U
n
pobrać z wyjścia „sinus” wkładki SN3112. Pomiaru napięć doko-
nać oscyloskopem cyfrowym (funkcja Measure) lub za pomocą voltomierzy DC/AC. Zmierzyć cha-
rakterystyką statyczną.
W sprawozdaniu narysować zmierzoną charakterystyką i aproksymować ją gładką funkcją. Zróżnicz-
kować graficznie charakterystykę aproksymowaną i narysować zależność
współczynnika skuteczności
modulacji
γ=
Δ
Δ
U
U
out
n
w funkcji napięcia U
n
. Obliczyć i porównać z wartością zmierzoną wartość napięcia na wyjściu demo-
dulatora amplitudowego (wkładka DA091B) przy braku napięcia sterującego.
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • emaginacja.xlx.pl

    •