Общая теория связи. Контрольная работа. Вариант №4. 5-й семестр

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
Таблица 1.1.
Вариант a0, мА a1, мА/В a2, (мА/В)2 f1, кГц f2, кГц Um1, В Um2, В
4 6 8 2.7 4 1 0.1 0

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.
Таблица 2.1.
Вариант S, мА/В U0, B E, В Um, В
4 20 0,3 0 0,4

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).
Исходные данные по вариантам взять из таблицы 3.1. Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля: 04
Таблица 3.1.
Номер варианта а1, мА/В а2, (мА/В)2 а3, (мА/В)3 Е, В UmΩ, В Umωо, В
4 16 10 1,3 4,5 3,5 2,8

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

Таблица 3.2.
Номер варианта a,
мА/В a2,
(мА/В)2 Um,
В m Ө о
4 9.4 1.6 0.83 0.83 50



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.
Исходные данные приведены в таблице 4.2. Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля: 04
Таблица 4.2.
Номер варианта М n К
4 4 3 3.5

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).

Исходные данные:
Uср, В U0, В Ω, кГц fт, кГц fн, кГц fв, кГц τимп, мкс
4 3 2 8 0 10 10
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.

сдача 2017г. Зачет