tilepikoinwnies1 - 1. Σκοπός της άσκησης...

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: 1. Σκοπός της άσκησης Σκοπός της άσκησης είναι η υλοποίηση κυκλώµατος που διαµορφώνει ένα φέρον σήµα πληροφορίας, και συγκεκριµένα ένα ηµίτονο, µέσω ενός πολλαπλασιαστή 1495. Το σήµα διαµόρφωσης που χρησιµοποιείται στην άσκηση παράγεται από µια γεννήτρια συχνοτήτων και είναι ένα ηµίτονο. 2. Θεωρητικά Στοιχεία Ένα τηλεπικοινωνιακό σήµα στέλνεται από µια πηγή πληροφορίας περιορισµένο σε µια ζώνη συχνοτήτων που ονοµάζεται βασική ζώνη (baseband). Για τη µετάδοση του σήµατος µέσω ενός διαύλου απαιτείται η µετατόπιση της περιοχής συχνοτήτων της baseband σε άλλες περιοχές συχνοτήτων κατάλληλες για µετάδοση και η επαναµετατόπιση µετά τη λήψη στην αρχική περιοχή συχνοτήτων. Οι κατάλληλες αυτές µετατοπίσεις επιτυγχάνονται µέσω της διαµόρφωσης. Σκοπός της διαµόρφωσης είναι η βελτίωση των χαρακτηριστικών µετάδοσης πληροφοριών από τον ποµπό στο δέκτη. Χρησιµοποιώντας διαµόρφωση επιτυγχάνουµε: i) ∆υνατότητα προσαρµογής κεραιών. ii) Απαλλαγή της πληροφορίας από θόρυβο και ανεπιθύµητες παρεµβολές. iii) ∆υνατότητα µετάδοσης πολλών σηµάτων µέσα από το ίδιο µέσο διάδοσης ταυτόχρονα (πολυπλεξία). iv) 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. Συνήθως ως φέρον σήµα χρησιµοποιούµε ένα ηµιτονοειδές σήµα, γιατί αυτό έχει την απλούστερη φασµατική µορφή, µια κρουστική συνάρτηση δ(f-fc), όπου fc είναι η συχνότητα του φέροντος. Έτσι αποφεύγονται παρεµβολές σε άλλες συχνότητες. 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 το πλάτος ενός φέροντος υψηλής συχνότητας µεταβάλλεται ανάλογα µε το πλάτος ενός σήµατος διαµόρφωσης ao(t). Το ao(t) είναι το σήµα πληροφορίας που πρόκειται να µεταδοθεί και µπορεί στην πράξη να είναι ένα σήµα φωνής, ένα ραδιοτηλεοπτικό σήµα ή συνδασµός άλλων σηµάτων. Το σήµα που προέρχεται από ΑΜ διαµόρφωση ορίζεται ως εξής: x(t) = a(t)cos(2πfct) = ½ a(t)ei2πfct + ½ a(t)e-i2πfct ,όπου a(t) = 1 + kao(t) και fc η συχνότητα του φέροντος. Ο παράγοντας k κυµαίνεται από µηδέν µέχρι ένα και ονοµάζεται δείκτης ή ποσοστό διαµόρφωσης. 3. Κύκλωµα Στο παρακάτω σχεδιάγραµµα δίνεται η µορφή της πλακέτας : 4. 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. Συγκεκριµένα οι αντιστάσεις που χρησιµοποιήθηκαν στην πράξη είναι αντίστοιχα:1.98ΚΩ,2.98 kΩ, 3.28ΚΩ , 6.8 kΩ, 8.26ΚΩ και 8.28 kΩ. Επίσης χρησιµοποιήθηκε και ένας πυκνωτής ονοµαστικής τιµής 1 µF. Ως φέρον σήµα χρησιµοποιείται ηµίτονο συχνότητας 40kΗz περίπου, το οποίο παράγεται από γεννήτρια συχνοτήτων. Το σήµα διαµόρφωσης το παίρνουµε από το κύκλωµα του 741 και πρόκειται για ένα ηµίτονο συχνότητας 8 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. Με διαµόρφωση 30% (Κ=0.3) είναι Amax=3,46 V και Amin=1,86V. Για διαµόρφωση 60% βρέθηκε ότι Amax=2,133V και Amin =0,533 V, ενώ για διαµόρφωση 100% βρέθηκε Amax=1,6 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% 5. Φάσµατα Τα φάσµατα AM-DSB, AM-DSB-SC και AM-SSB δίνονται παρακάτω. Για τις συχνότητες που σηµειώνονται είναι fc=40kHz η συχνότητα του φέροντος και fi=8kHz η συχνότητα του σήµατος διαµόρφωσης. AM-DSB: fc - fi fc fc + fi AM-SSB: fc fc + fi AM-DSB-SC: fc - fi fc fc + fi 6. Προσφορά Για την κατασκευή των τριών κυκλωµάτων (παλµογεννήτρια, φίλτρο και διαµορφωτής ΑΜ) χρησιµοποιήθηκαν τα εξής υλικά: Αντικείµενο Πυκνωτής 10nF Πυκνωτής 100 nF Πυκνωτής 1µF Trimmer 10kΩ Trimmer 21kΩ ∆ίοδος Zener Αντίσταση 10Ω Αντίσταση 2kΩ Αντίσταση 3kΩ Αντίσταση 3.3kΩ Αντίσταση 4kΩ Αντίσταση 4.5kΩ Αντίσταση 8.2kΩ LM 555 LM 741 MC 1495 Βάση 8 θέσεων Βάση 14 θέσεων Πλακέτα Κόλληση 60Sn/40Pb Αγωγοί Σύνολο Τιµή µονάδας (δρχ.) 8 32 70 40 40 15 8 8 8 8 8 8 8 140 100 2800 30 28 470 760/100gr Ποσότητα 11/1m ~1m 1 3 2 3 1 2 1 3 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 ~10gr Συνολική Αξία (δρχ.) 8 96 140 120 40 30 8 24 8 16 8 8 16 140 100 2800 60 28 470 76 11 4207 Η κατασκευή των κυκλωµάτων της πλακέτας πορεί να γίνει σε οκτώ ώρες περίπου, ενώ ο χρόνος προπαρασκευής (µελέτη και υπολογισµοί) ανέρχεται σε 2 ώρες περίπου. Έτσι η πλακέτα χρειάζεται περίπου 10 ώρες για να υλοποιηθεί. Άρα το κόστος εργασίας έιναι περίπου 10ώρες·1000δρχ/ώρα = 10.000 δρχ. Εποµένως το συνολικό κόστος της πλακέτας είναι 10000+4207=14207 δρχ ή, στρογγυλοποιώντας, 14210 δρχ. Αν συνυπολογίσουµε και ένα κέρδος της τάξης του 10% , τότε η συνολική τιµή της πλακέτας είναι 15500 δρχ, ενώ ο χρόνος παράδοσης µπορεί να οριστεί στις δύο εργάσιµες ηµέρες. Εννοείται βέβαια ότι δεν λαβαίνουµε υπόψιν τις τυχόν απώλειες υλικών κατά την παρασκευή του κυκλώµατος ούτε το κόστος του χρόνου και της µεταφοράς στον χώρο εργασίας. Κανονικά συνυπολογίζοντας και την αξία της εργασίας που θα µπορούσε να γίνει κατά τον ‘’νεκρό ‘’ χρόνο των µεταφορών κάποιος θα µπορούσε να ορίσει πολύ µεγαλύτερο κόστος εργασίας.Παρόλα αυτα χάριν απλουστεύσεως εδώ δεν ασχολούµαστε µ’αυτό το ζήτηµα που θα µπορούσε να αποτελέσει έρευνα της τεχνολογικής οικονοµικής ή σύνθετη µελέτη στην περίπτωση µιας επιχείρησης. ...
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