Общая теория связи. Контрольная работа. Вариант №09

На вход транзисторного усилителя воздействует бигармоническое напряжение
u(t)= Um1 cosω1t+Um2 cosω2 t.
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:
Данные
Варианты а0
мА а1
мА/В a2
мА/В2 f1
кГц
 f2
кГц Um1
В Um2
В
9 7 8.2 3.1 2 0.5 1 0.5

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 Io, амплитуду первой, второй и третьей гармоник протекающего тока (Im1, Im2, Im3) для входного воздействия в виде напряжения
Uвх(t)= E + Um cos ωot,
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:
Варианты Данные 9
S, мА/В 30
U0, B 1.2
E, В 0.6
Um, В 0.6


Задание 3.1.
На вход модулятора с вольтамперной характеристикой нелинейного элемента вида

подано напряжение
u = -E + UmΩ cosΩt + Um ωo cosω ot,
Выходной контур модулятора настроен на частоту ωo 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).
6) Определить по построенной модуляционной характеристике режим модулятора (E, UmΩ, m) и сравнить с заданным режимом.
Исходные данные:

Номер варианта a1,
мА/В a2, 2
мА/В a3, 3
мА/В Е,
В UmΩ,
В Um ωo,
В
9 10 5 0.08 5.6 2.5 2.2


Задание 3.2.
Амплитудный детектор, при воздействии на него слабого сигнала, используется как квадратичный с характеристикой нелинейного элемента вида ic = a2 U2

При увеличении амплитуды входного сигнала в 10 раз этот детектор используется как «линейный» с характеристикой

На детектор в обоих случаях подается напряжение
u(t)= Um(1 + m cosΩt) cosω ot
Требуется:
1) Изобразить схему детектора на диоде
2) Вычислить ток, протекающий через сопротивление нагрузки R для квадратичного и линейного режимов детектирования (Um и Um х 10) и изобразить (в масштабе) спектральные диаграммы.
3) Вычислить коэффициент нелинейных искажений при квадратичном детектировании.
Исходные данные задачи:

Номер варианта a,
мА/В a2, 2
мА/В Um,
В m, Өْ
9 2 1.4 0.67 0.85 70



Задание 4.1
Задано 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:
Номер варианта М n К
9 7 2 15

,


Задание5.1
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 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.