Общая теория связи.Контрольная работа. Вариант 05.

Задание 1

На вход транзисторного усилителя воздействует бигармоническое напряжение

Вольтамперная характеристика полевого транзистора аппроксимируется полиномом

где - ток стока, u - напряжение на затворе транзистора
Рассчитать спектр тока и построить спектральную диаграмму для исходных данных таблицы 1.1 Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля
Таблица 1.1
Данные
варианта а
мА 
мА/В 
мА/В 
кГц 
кГц 
В 
В
05 10 20 10 6 1.6 0.6 0.1

Задание 2
Ток в нелинейном резисторе i связан с приложенным напряжением U кусочно-линейной зависимостью

где S - крутизна, - напряжение отсечки.
Найдите постоянную составляющую тока Io, амплитуду первой, второй и третьей гармоник протекающего тока (Im1, Im2, Im3) для входного воздействия в виде напряжения

где E - напряжение смещения, - 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
Таблица 2.1
Варианты
Данные 05
S, мА/В 30
Uo, B 0,4
E, В 0,2
Um, В 0,3



Задание 3.1

На вход модулятора с вольтамперной характеристикой нелинейного элемента вида
i=a_0+a_1 u+a_2 u^2+a_3 u^3
подано напряжение
u=-E+U_mΩ cos(Ωt)+U_(m ω_0 ) cos(ω_0 t)
Выходной контур модулятора настроен на частоту ω_0 и имеет полосу пропускания 2∆ω=2Ω (на уровне 0, 707 от максимума).
Требуется:
 Изобразить схему модулятора на полевом транзисторе.
 Вывести в общем виде уравнение для тока, питающего выходной контур модулятора (влиянием сопротивления контура на величину тока пренебречь).
 Определить коэффициент модуляции m и амплитуду тока J_m1 и записать выражение для амплитудно-модулированного сигнала (по току).
 Определить коэффициент глубины модуляции по напряжению с учётом влияния колебательного контура.
 Рассчитать и построить статистическую модуляционную характеристику при изменении смещения от 0 доE_max (E_max – значение смещения, при котором J_m1 обращается в ноль).
 Определить по построенной модуляционной характеристике режим модулятора (E,U_mΩ,m) и сравнить с заданным режимом.

Таблица 3.1 – Исходные данные
Номер варианта a_1, мА/В a_2, мА/В a_3, мА/В E, В U_mΩ, В U_(m ω_0 ),В
05 13 3.3 0.8 8 4.9 3.2

Задание 3.2
Амплитудный детектор, при воздействии на него слабого сигнала, используется как квадратичный с характеристикой нелинейного элемента вида i_c=a_2 U^2
При увеличении амплитуды входного сигнала в 10 раз этот детектор используется как «линейный» с характеристикой:
i={█(0,при U≤0@aU, при U>0)
На детектор в обоих случаях подаётся напряжение:
u(t)=U_m (1+mcosΩt)cosω_0 t
Требуется:
 Изобразить схему детектора на диоде
 Вычислить ток, протекающий через сопротивление нагрузки R для квадратичного и линейного режимов детектирования (U_mиU_m∙10) и изобразить (в масштабе) спектральные диаграммы.
 Вычислить коэффициент нелинейных искажений при квадратичном детектировании.

Таблица 3.2 – Исходные данные
Номер варианта a,мА/В a_2, мА/В U_m,В m Θ
05 3.5 0.67 0.91 0.81 55


Задание 4.1
Задано колебание, модулированное по частоте:

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 спектральной диаграммы с соблюдением масштаба.
Исходные данные приведены в таблице 4.1. Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля.
Таблица 4.1.
Номер варианта М n К
05 3 4 3.2

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 расчёте ограничиться частотами спектра от 0 до 10 кГц).

Uср, В U0, В Ω, кГц fт, кГц fв, 10 кГц τимп, мкс
4 3 2 8 10 10

Задание 5.2.
Определить число градаций 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.

Все задания решены верно! В задаче 5.1. решение без использования ряда Фурье (как и требуется). Задача 3.2. в процессе работы была исправлена в соответствии со всеми замечаниями преподавателя. Выложена полностью зачтенная работа.Проверил: Сидельников Геннадий Михайлович, 2018