AM - Σκοπός της Άσκησης Σκοπός της...

Info iconThis preview shows page 1. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: Σκοπός της Άσκησης Σκοπός της άσκησης είναι η υλοποίηση ενός διαµορφωτή ΑΜ µε χρήση ενός πολλαπλασιαστή που στην συγκεκριµένη περίπτωση είναι το ολοκληρωµένο κύκλωµα MC 1495.Ως φέρον χρησιµοποιούµε το ηµιτονικό σήµα που προέρχεται από την έξοδο του ζωνοπερατού φίλτρου. Θεωρητικά Στοιχεία Ένα τηλεπικοινωνιακό σήµα όταν στέλνεται από µια πηγή πληροφορίας παριστάνεται από µια ζώνη συχνοτήτων που ονοµάζεται βασική ζώνη (baseband). Για τη µετάδοση του σήµατος µέσω ενός διαύλου επικοινωνίας που χωρίζει τον ποµπό από τον δέκτη απαιτείται η µετατόπιση της περιοχής συχνοτήτων της βασικής ζώνης σε άλλες περιοχές συχνοτήτων κατάλληλες για µετάδοση και η αντίστοιχη µετατόπιση µετά τη λήψη στην αρχική περιοχή συχνοτήτων.Η µεταφορά του σήµατος βασικής ζώνης σε υψηλότερη περιοχή συχνοτήτων επιτυγχάνεται µέσω της διαµόρφωσης. Σκοπός της διαµόρφωσης είναι η βελτιστοποίηση των χαρακτηριστικών µετάδοσης πληροφοριών από τον ποµπό στο δέκτη.Ειδικότερα χρησιµοποιώντας διαµόρφωση επιτυγχάνουµε: ∆υνατότητα προσαρµογής κεραιών.Όπως γνωρίζουµε από την θεωρία για να λειτουργεί κάτι ως κεραία πρέπει το µήκος του να είναι µεγαλύτερο από το 1/10 του µήκους κύµατος του σήµατος.Έτσι µε το να διαµορφώνουµε ένα σήµα µεταθέτουµε το φάσµα συχνοτήτων σε υψηλές συχνότητες µικραίνοντας έτσι το µήκος κύµατος του,άρα και το µήκος της απαιτούµενης κεραίας. Απαλλαγή της πληροφορίας από θόρυβο και παρεµβολές.Πράγµα που λαµβάνει χώρα και πάλι εξαιτίας επίτευξης υψηλών συχνοτήτων στο σήµα εκποµπής. ∆υνατότητα µετάδοσης πολλών σηµάτων µέσα από το ίδιο µέσο διάδοσης ταυτόχρονα (πολυπλεξία).Χρησιµοποιώντας την διαµόρφωση µπορούµε να µεταθέσουµε το φάσµα ενός σήµατος σε όποια περιοχή θέλουµε και έτσι να έχουµε την συνύπαρξη σηµάτων (χωρίς την ύπαρξη παρεµβολών) στο ίδιο µέσο µετάδοσης. Μετατόπιση της ζώνης συχνοτήτων του σήµατος πληροφορίας σε κατάλληλη περιοχή συχνοτήτων, στη οποία το µέσο διάδοσης (ατµόσφαιρα, οπτική ίνα, γραµµή µεταφοράς) έχει βελτιωµένα χαρακτηριστικά. Κατά τη διαδικασία της διαµόρφωσης κάποια παράµετρος ενός σήµατος (φέρον σήµα) µεταβάλλεται σύµφωνα µε κάποιο άλλο σήµα (σήµα διαµόρφωσης), το δε αποτέλεσµα της διαδικασίας λέγεται διαµορφωµένο σήµα. Σχεδόν πάντα ως φέρον σήµα χρησιµοποιούµε ένα ηµιτονοειδές σήµα, γιατί αυτό έχει την απλούστερη φασµατική µορφή (ζεύγος κρουστικών συναρτήσεων δ(ω-ω0),δ(ω+ω0)) αποφεύγοντας έτσι παρεµβολές σε άλλες συχνότητες. Μίας και ένα ηµιτονοειδές σήµα χαρακτηρίζεται από το πλάτος, τη συχνότητα και τη φάση του. Η διαµόρφωση µπορεί να εφαρµοστεί σε µία από τις παραπάνω παραµέτρους, οπότε έχουµε αντίστοιχα διαµόρφωση κατά πλάτος (ΑΜ), κατά συχνότητα (FM) και κατά φάση (ΡΜ). Στην περίπτωση διαµόρφωσης κατά πλάτος (ΑΜ) το πλάτος ενός υψίσυχνου φέροντος µεταβάλλεται γραµµικά σε σχέση µε το σήµα βασικής ζώνης.Η συχνότητα του φέροντος fc επιλέγεται έτσι ώστε να είναι πολύ µεγαλύτερη από την µέγιστη συχνότητα του σήµατος διαµόρφωσης.Έτσι έχουµε καλή απεικόνιση της περιβάλλουσας καθώς και µικρή επίδραση του θορύβου. Σχεδίαση Κυκλώµατος Το κύκλωµα του διαµορφωτή που κατασκευάστηκε, όπως φαίνεται από το πάνω µέρος της πλακέτας απεικονίζεται στο παρακάτω σχήµα : Μετρήσεις Για την υλοποίηση του κυκλώµατος είναι απαραίτητες οι εξής αντιστάσεις: δύο των 2 kΩ, µία 3 kΩ, δύο 3.3 kΩ, µία 6.8 kΩ, δύο 8.2 kΩ και δύο µεταβλητές αντιστάσεις των 10 kΩ. Επίσης χρησιµοποιήθηκε και ένας πυκνωτής ονοµαστικής τιµής 1 µF. Ως φέρον σήµα χρησιµοποιείται ηµίτονο συχνότητας 7kΗz περίπου, το οποίο παράγεται από γεννήτρια συχνοτήτων. Το σήµα διαµόρφωσης το παίρνουµε από το κύκλωµα του 741 και πρόκειται για ένα ηµίτονο συχνότητας 7 kΗz περίπου. Μεταβάλλοντας την τιµή της µιας µεταβλητής αντίστασης µπορούµε να καθορίσουµε το δείκτη διαµόρφωσης, ο οποίος δίνεται από τη σχέση Κ = (Amax-Amin)/(Amax+Amin). µε Amax και Amin το µέγιστο και ελάχιστο αντίστοιχα πλάτος της κυµατοµορφής εξόδου. Λαµβάνοντας υπόψη ότι Amax-Amin =Vp-p έχουµε: Amax = Vp-p/Κ + Vp-p Amin =Vp-p/Κ - Vp-p Με διαµόρφωση 30% (Κ=0.3) είναι Amax=5,63V και Amin=3,03V. Για διαµόρφωση 60% βρέθηκε ότι Amax=3,46V και Amin =0,866 V, ενώ για διαµόρφωση 100% βρέθηκε Amax=2,6 V και Amin =0 V. Τα διαµορφωµένα σήµατα, όπως αυτά εµφανίστηκαν στην οθόνη του παλµογράφου, για τα διάφορα ποσοστά διαµόρφωσης φαίνονται παρακάτω: α) ∆ιαµόρφωση 30% β)∆ιαµόρφωση 60% γ) ∆ιαµόρφωση 100% Για την εκτέλεση της παρούσας εργαστηριακής χρησιµοποιήθηκαν τα παρακάτω όργανα: Γεννήτρια συχνοτήτων: ESCORT EFG-2210 Τροφοδοτικό τριπλής εξόδου: ESCORT EPS-2250 Συχνόµετρο: HAMEG HM-8021-3 Παλµογράφος 20ΜHz: HAMEG HM-203-7 άσκησης Φάσµατα Αν ο µετασχηµατισµός Fourier του σήµατος που θα διαµορφωθεί είναι: F(f) A -w w Τότε µορφή του φάσµατος για AM-DSB-LC σήµατος µε συχνότητα φέροντος fc είναι: f διαµόρφωση του παραπάνω F(f) A/2 -fc-w -fc -fc+w 0 fc-w Ενώ η µορφή του φάσµατος για AM-DSB-SC σήµατος µε συχνότητα φέροντος fc είναι: fc fc+w f διαµόρφωση του παραπάνω F(f) -fc-w -fc+w 0 fc-w fc+w f Τέλος , η µορφή του φάσµατος για AM-SSB (π.χ. άνω πλευρική ) διαµόρφωση του παραπάνω σήµατος µε συχνότητα φέροντος fc είναι: F(f) Α/2 -fc-w -fc 0 fc fc+w f Προσφορά Για την κατασκευή των τριών κυκλωµάτων (παλµογεννήτρια, φίλτρο και διαµορφωτής ΑΜ) χρησιµοποιήθηκαν τα εξής υλικά: Αντικείµενο Τιµή µονάδας Ποσότητα Συνολική Αξία (δρχ.) (δρχ.) Πυκνωτής 10nF 8 1 8 Πυκνωτής 100 nF 32 3 96 Πυκνωτής 1µF 70 2 140 Trimmer 10kΩ 40 3 120 Trimmer 47kΩ 40 1 40 ∆ίοδος Zener 15 2 30 Αντίσταση 22.2Ω 8 1 8 Αντίσταση 2kΩ 8 2 16 Αντίσταση 3kΩ 8 1 8 Αντίσταση 3.3kΩ 8 2 16 Αντίσταση 3.8kΩ 8 1 8 Αντίσταση 6.8kΩ 8 1 8 Αντίσταση 8.2kΩ 8 2 16 Αντίσταση 9.12kΩ 8 1 8 LM 555 140 1 140 LM 741 100 1 100 MC 1495 2800 1 2800 Βάση 8 θέσεων 30 2 60 Βάση 14 θέσεων 28 1 28 Πλακέτα 470 1 470 Κόλληση 760/100gr ~10gr 76 60Sn/40Pb Αγωγοί 11/1m ~1m 11 Σύνολο 4207 Για την κατασκευή της πλακέτας απαιτούνται δύο ηµέρες εργασίας (για το σχεδιασµό, την κατασκευή και τον έλεγχο καλής λειτουργίας ).Αν θεωρήσουµε ο κατώτατο όριο ηµεροµισθίου ενός τεχνίτη ηλεκτρονικού 25000 ∆ρ. και τη φθορά και την απόσβεση των µηχανηµάτων και των εγκαταστάσεων του εργαστηρίου στο 10% του συνολικού κόστους της εργασίας, τότε µε στρογγυλοποίηση το τελικό κόστος είναι 60000 ∆ρ. ...
View Full Document

This note was uploaded on 10/02/2009 for the course G 001 taught by Professor Shmmygr during the Spring '07 term at National Technical University of Athens, Athens.

Ask a homework question - tutors are online