Анализ модулированных сигналов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Институт радиоэлектроники и информационных технологий (ИРИТ-РТФ)

Отчет по лабораторной работе №4
на тему «Анализ модулированных сигналов»

по дисциплине «Радиоизмерения»

Преподаватель                А.И. Малкин

                Е.А. Худякова        

                Е.О. Бикташева

                Д.А. Мартюшев

Группа РИ – 371220

Екатеринбург 2019

Цель работы: изучение методов формирования и анализа модулированных сигналов.

Результаты работы:

1.  Формирование амплитудно-модулированного сигнала

На генераторе были выставлены частота сигнала 50 МГц и выходной уровень -10 дБм. Выбрана амплитудная модуляция. В качестве модулирующего сигнала синусоида.

Параметры сигнала: глубина модуляции AM Depth – 30%, частота НЧ колебания АМ Fmod – 5 кГц.

[pic 1]

Рисунок 1 - три частотные составляющие амплитудно-модулированного сигнала.

Используя маркеры были измерены параметры пиков на анализаторе спектра:

M1. -11,1 дБм, 50 МГц

Д2. -16,1 дБ, 5 кГц

Д3. -16,4 дБ, 5 кГц

Как видно из рисунка, первая и третья частотные составляющие расположены на одной частоте, но у них обнаружена небольшая разница в уровне в 0,3 дБ.

Для того чтобы подробно наблюдать спектр АМ модуляции на экране анализатора, необходимо задать глубину модуляции. AMDepth = 60%, частота генератора АМ Fmod = 2 кГц.

[pic 2]

Рисунок 2 -  спектр АМ сигнала с глубиной модуляции 60% частотой 2 кГц

При амплитудной модуляции спектр АМ-сигнала состоит из трех высокочастотных составляющих. Первая из них представляет собой исходное несущее колебание с постоянной амплитудой и частотой с ω0 . Вторая и третья составляющие характеризуют новые гармонические колебания, появляющиеся в процессе амплитудной модуляции и отражающие передаваемый сигнал. Колебания с частотами ω0 + Ω и ω0 - Ω называются соответственно верхней и нижней боковыми составляющими.

При уменьшении глубины модуляции в спектре будет уменьшаться уровень боковых пиков. Расстояние боковых максимумов от центрального будет равно частоте НЧ генератора АМ Rate.

Далее измерим сигнал на фиксированной частоте.

Рассмотрим функцию ZERO SPAN, в данном режиме анализатор спектра будет измерять сигнал на фиксированной частоте (центральная частота спектра) в полосе частот равной значению полосы пропускания фильтра ПЧ (RBW).

Значение RBW было установлено на 10 кГц (в пять раз больше частоты модулирующего сигнала).

[pic 3]

Рисунок 3 – измерение параметров модулирующего сигнала на анализаторе

Измерены параметры наблюдаемого сигнала (период, уровень):

Уровень: -7,1 дБм= 98.74 мВ

Период:  184 мкс

Сигнал был измерен на фиксированной частоте, это позволяет наблюдать временную зависимость огибающей исследуемого сигнала, в нашем случае это модулирующий сигнал.

Сравним полученные значения во временной области со значениями, измеренными в режиме zero span анализатора спектра.

[pic 4]

Рисунок 4 - измерение параметров модулирующего сигнала с помощью осциллографа

Таким образом, измерение параметров модулирующего АМ сигнала с помощью осциллографа показывает, насколько генератор правильно ставит параметры сигнала, из (Рисунок 4)  видно, что частота соответствует частоте генератора (2 кГц).

Анализатор сигналов обнаруживает входной ВЧ-сигнал и отображает амплитуды его составляющих в виде спектра. При этом процессе происходит также демодуляция сигналов с амплитудной модуляцией. Если боковые полосы модуляции находятся в пределах полосы разрешения, то во временной области может отображаться напряжение низкой (звуковой) частоты. В частотной области боковые полосы амплитудной модуляции могут разрешаться с помощью узкой полосы частот и измеряться отдельно. Это означает, что может быть измерена глубина модуляции несущей, промодулированной синусоидальным сигналом.