SMĚŠOVAČ 104-4R

Transkript

1 Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření Název úlohy Číslo úlohy SMĚŠOVAČ 104-4R Zadání 1. Sestavte měřící obvod pro měření charakteristik směšovače. Schéma měřícího obvodu bude obsahovat: měřící přípravek, generátor funkcí, osciloskop, nf milivoltmetr a čítač. 2. Na frekvenci =350 změřte závislost výstupního napětí na vstupním napětí a vypočítejte napěťový přenos v lineární části charakteristiky. Napětí lokálního oscilátoru je nastaveno na konstantní úroveň =2. 3. Zakreslete na mm papír graf závislosti výstupního napětí směšovače na vstupním napětí. V grafu vyznačte velikost napětí lokálního oscilátoru. 4. Změřte napěťový přenos směšovače pro tři různá napětí lokálního oscilátoru, při f S =600kHz a U FS1 =40mV a U FS2 =500mV 5. Určete procentní chybu měření výstupního napětí směšovače ve vztahu ke skutečné hodnotě měřené osciloskopem. Velikost výstupního napětí zadá učitel. 6. Měřením frekvence ověřte směšovací rovnici směšovače pro =3,579. Poř. č. Příjmení a jméno Třída Skupina Školní rok 2 BARTEK Tomáš S /11 Datum měření Datum odevzdání Počet listů Klasifikace příprava měření protokol obhajoba Protokol o měření obsahuje: Teoretický úvod Tabulky naměřených a vypočtených hodnot Schéma Tabulka použitých přístrojů Postup měření Vzor výpočtu Grafy Závěr

2 Teoretický úvod: Směšovač je obvod, ve kterém smísením přijímaného signálu a signálu lokálního oscilátoru vzniká signál mezifrekvenčního kmitočtu. Směšovač bývá realizován různými způsoby. Směšovač frekvencí je lineární obvod s proměnným přenosem, řízeným okamžitou amplitudou signálu z lokálního oscilátoru. Směšovač transformuje vstupní VF signál z libovolné frekvenční polohy na definovaný mezifrekvenční kmitočet beze změny informací namodulovaných v signálu. Obr. č.1: Princip ideálního směšovače Pro výpočet mezifrekvenční frekvence platí směšovací rovnice: = ± [Hz] (1) Pro výpočet napěťového přenosu platí: = [-, V] (2) Pro napěťový přenos platí vztah: =20 [db,-] (3) Pro výpočet procentní chyby měření platí vztah: % = 100 [%.V] (4) Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 2/7

3 Schéma: Schéma č. 1: Měření směšovače Tabulka použitých přístrojů: Tabulka č. 1: Použité přístroje Označení Evidenční Přístroj Typ v zapojení číslo Poznámka GEN Generátor BM mv1 Nf mili Vmetr Tesla BM c Chyba měření ±5% mv2 Nf mili Vmetr Tesla BM c Chyba měření ±5% C Čítač U c - OSC Osciloskop GOS Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 3/7

4 Postup měření: 1. Sestavení měřícího obvodu - Měřící obvod jsme sestavili ze všech zadaných částí a zakreslili do schématu č Měření závislosti výstupního napětí na vstupním - Obvod jsme sestavili podle schématu č. 1 - Vstupní frekvenci z generátoru jsme nastavili na f S =350kHz - Napětí LO jsme nastavili na pozici 2 - Pomocí dvou nf mili Vmetrů jsme naměřili charakteristiku - Vše jsme zapsali do tabulky 3. Zakreslení grafu - Z hodnot z úkolu č. 2 jsme vytvořili graf na PC 4. Měření napěťového přenosu - Vstupní frekvenci z generátoru jsme nastavili na f S =600kHz - Vstupní napětí jsme nastavili na U FS1 =40mV a U FS2 =500mV - Hodnotu LO jsme nastavili postupně na úroveň 1,2 a 3 - Pro každou hodnotu LO a U FS jsme odečetli výstupní hodnotu napětí a zapsali 5. Určení procentní chyby měření - Hodnotu napětí zadanou učitelem jsme porovnali s hodnotou skutečnou - Vypočetli jsme procentní chybu měření výstupního napětí 6. Ověření směšovací rovnice - Pro hodnotu LO=3,579092MHz jsme změřili směšovací produkty a zapsali Tabulky naměřených a vypočtených hodnot: Tabulka č. 2: Měření závislosti výstupního napětí na vstupním U S [mv] U F+ [V] U F- [V] , ,56 0, , ,9 1, ,85 1, ,8 1, , , , , ,71 0, ,7 0,96 Tabulka č. 3: Vypočtené napěťové zesílení a U+ [db] 21,29 a U- [db] 16,48 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 4/7

5 Tabulka č. 4: Měření napěťového přenosu f s =600kHz U S =40mV U S =500mV U F+ [mv] U F- [mv] U F+ [V] U F- [V] LO ,5 1,4 0,46 LO ,85 0,83 LO ,9 1,1 Tabulka č. 5: Vypočtené hodnoty napěťového přenosu U S =40mV U S =500mV a U+ [db] a U- [db] a U+ [db] a U- [db] LO1 8,69-2,95 8,94-0,72 LO2 13,98 13,76 11,36 4,40 LO3 22,61 19,55 11,60 6,85 Tabulka č. 6: Ověření směšovací rovnice f LO 3579,042kHz f S 600kHz f IF+ 4179,114kHz 2979,032kHz f IF- Vzor výpočtu: Podle vztahu č. 1 ověříme platnost směšovací rovnice = ± => 4179,114=3579, Podle vzorce č. 2 vypočteme napěťové zesílení = = =11,67 Z napěťového zesílení vypočteme podle vztahu č. 3 přenos =20 =20log 11,67 =21,34 Porovnáme hodnoty měřené mili Vmetrem a osciloskopem podle vztahu č. 4 % = 100=,, 100=2,7%, Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 5/7

6 Grafy: Graf č. 1: Závislost výstupního napětí U f na vstupním napětí U S Uf[V] 2 1,8 1,6 Uf+=f(Us) 1,4 1,2 1 0,8 Uf-=f(Us) 0,6 0,4 0, Us[mV] Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 6/7

7 Závěr: a) Chyby měřících přístrojů mv1,2 Procentní chyba měření byla maximálně ±5% mv2 Procentní odchylka měření od skutečné hodnoty byla 2,7% b) Zhodnocení - Měřící obvod pro měření směšovače jsme sestavili, tak aby splňoval podmínky zadání a obsahoval všechny důležité části. - Závislost výstupního napětí na vstupním jsme změřili metodou bod po bodu, vstupní frekvence byla f S =350kHz, napětí LO=2. V lineární čísti charakteristiky byl napěťový přenos a U =21,34dB. - Graf jsme zakreslili na mm papír, do jednoho grafu jsme vynesli součtovou i rozdílovou hodnotu napětí. - Napěťové přenosy pro různá napětí jsou přehledně zaznačeny v tabulce č. 5. Nejvyšší přenos a U =22,61 byl při LO=3, U S =40mV a součtové hodnotě napětí U F+ =540mV. - Pro vstupní napětí jsme naměřili výstupní napětí nf mili Vmetrem a osciloskopem. Vypočetli jsme procentní odchylku měření od skutečné hodnoty 2,7%. - Pro ověření směšovací rovnice jsme nastavili vstupní frekvenci f S =600kHz. Pomocí čítače jsme určili výstupní směšovací produkty a porovnali. Směšovací rovnice byla dodržena. Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S4 Číslo protokolu: 104-4R List: 7/7