Теория электрической связи. Контрольная работа. Вариант №4

Тема 1. Спектральное представление сигналов на выходе нелинейных цепей
Задание 1
На вход транзисторного усилителя воздействует бигармоническое напряжение
Вольтамперная характеристика полевого транзистора аппроксимируется полиномом
где iс - ток стока; u - напряжение на затворе транзистора.
Рассчитать спектр тока и построить спектральную диаграмму для исходных данных таблицы 1.1 Номер варианта 04
Тема 2. Умножение и преобразование частоты
Задание 2
Ток в нелинейном резисторе i связан с приложенным напряжением U кусочно-линейной зависимостью
где S – крутизна, U0 - напряжение отсечки.
Найдите постоянную составляющую тока I0, амплитуду первой, второй и третьей гармоник протекающего тока (Im1, Im2, Im3) для входного воздействия в виде напряжения
где Е – напряжение смещения, Um – амплитуда.
Постройте спектральную диаграмму протекающего тока и укажите, какие спектральные составляющие следует выделять параллельным колебательным контуром для получения умножения частоты в два и три раза.
Необходимые данные по вариантам возьмите в таблице 2.1. Номер варианта соответствует последней цифре пароля: 4.
Тема 3. Амплитудная модуляция
Задание 3.1.
На вход модулятора с вольтамперной характеристикой нелинейного элемента вида
подано напряжение
Выходной контур модулятора настроен на частоту ω0 и имеет полосу пропускания 2∆ω = 2Ω (на уровне 0,707 от максимума).
Требуется:
1) Изобразить схему модулятора на полевом транзисторе.
2) Вывести в общем виде уравнение для тока, питающего выходной контур модулятора (влиянием сопротивления контура на величину тока пренебречь).
3) Определить коэффициент модуляции m и амплитуду тока Jm1 и записать выражение для амплитудно-модулированного сигнала (по току).
4) Определить коэффициент глубины модуляции по напряжению с учетом влияния колебательного контура.
5) Рассчитать и построить статистическую модуляционную характеристику при изменении смещения от 0 до Еmax (Еmax – значение смещения, при котором Jm1 обращается в ноль).
Задание 3.2.
Амплитудный детектор, при воздействии на него слабого сигнала, используется как квадратичный с характеристикой нелинейного элемента вида
При увеличении амплитуды входного сигнала в 10 раз этот детектор используется как «линейный» с характеристикой
На детектор в обоих случаях подается напряжение
Требуется:
1)Изобразить схему детектора на диоде
2)Вычислить ток, протекающий через сопротивление нагрузки R для квадратичного и линейного режимов детектирования ( Um и Um × 10) и изобразить (в масштабе) спектральные диаграммы.
3)Вычислить коэффициент нелинейных искажений при квадратичном детектировании.
Исходные данные задачи приведены в таблице 3.2. Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля
Тема 4. Угловая модуляция
Задание 4.1
Заданно колебание, модулированное по частоте:
U0 =1
Это колебание можно характеризовать и как колебание, модулированное по фазе, если индекс фазовой модуляции МФ = М, а М – индекс частотной модуляции.
Требуется:
1)Определить для частотной модуляции частоту F, если для всех вариантов девиация частоты одинакова и составляет 50 кГц.
2)Определить для случая М = МФ количество боковых частот и полосу частот, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями.
3)Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями при уменьшении модулирующей частоты в n раз.
4)Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями, амплитуда модулирующего сигнала увеличится в к раз по сравнению с п. 2.
5)Рассчитать и построить для всех случаев спектральные диаграммы с соблюдением масштаба.
Тема 5. Импульсная модуляция
Задание 5.1
Рассчитать и построить спектр амплитудно-модулированных импульсов, если среднее значение амплитуды импульсов 4В, амплитуда огибающей 3В, модуляция осуществляется с частотой 2 кГц, тактовая частота 8кГц, длительность импульсов 10мкс (при расчете ограничиться частотами спектра от 0 до 10 кГц).
Задание 5.2
Определить число градиаций уровней сигнала 7-разрядной ИКМ (линейной) и величину шума квантования на выходе демодулятора для двух значений тактовой частоты (8 кГц и 16 кГц). Частота сигнала 3 кГц, частота среза фильтра 3.5 кГц, максимальное напряжение на выходе фильтра 2В.

2013 г.
Все задачи выполнены в полном объеме, строго по заданию.
Оценка - зачтено