Modulované signály Protokol 2 Jan Kotyza, Adam Uhlíř KOT0099, UHL0030
Zadání: 1. Signálový analyzátor AGILENT N9010A Nastavit parametry přístroje a BEZDRÁTOVĚ (pomocí antén) naměřit vybraný v éteru vysílaný signál od frekvence 9kHz do frekvence 3,6GHz pomocí signálového analyzátoru. Zobrazit frekvenční amplitudovou charakteristiku měřeného signálu. Vygenerovat modulovaný signál vysokofrekvenčním generátorem AGILENT N9310A, nebo vlastním zapojením a BEZDRÁTOVĚ (pomocí antén) změřit a analyzovat jejich základní parametry. Zobrazit frekvenční amplitudovou charakteristiku měřeného signálu. 2. Vektorový obvodový analyzátor AGILENT ENA E5061A Proveďte kalibraci přístroje. Použijte dostupný nebo sestavte pasivní systém, který bude ovlivňovat výstupní signál frekvenčním pásmu 300kHz-1,5GHz. Popište předpokládané parametry sestrojeného nebo pořízeného pasivního s (filtru, zádrže, propusti, elektronického prvku). Analyzujte frekvenční charakteristiky měřeného systému v daném větším frekvenční rozsahu (logaritmický amplitudový frekvenční přenos, fázový frekvenční přenos, amplitudový frekvenční přenos, skupinové zpoždění). Analyzujte frekvenční charakteristiky měřeného systému pouze v úzce specifik (kde dochází ke změnám) frekvenčním rozsahu (logaritmický amplitudový frekvenční přenos, fázový frekvenční přenos, lineární amplitudový frekvenční přenos, skupinové zpoždění). Zobrazit frekvenční charakteristiky analyzovaného systému a vložit do protokolu. 3. Softwarová nadstavba 89600VSA Proveďte propojení a nastavení osciloskopu AGILENT 7012B se softwarovou nadstavbou, aby bylo možné analyzovat a zobrazit měřený signál. Vygenerujte periodický signál s nastavenými parametry pomocí funkčního generátoru AGILENT 33220A. Generovaný signál připojte na vstup osciloskopu AGILENT 7012B. Nastavte softwarovou nadstavbu 89600VSA pro nahrání měřeného signálu. Poté přehrajte signál (POSTPROCESSING) a analyzujte v časové oblasti a ve frekvenční oblasti. Zjistěte pomocí analýzy MARKEREM (vložte grafy do protokolu) nastavit maxima frekvencí a zapište do protokolu. Vygenerujte analogově modulovaný signál s nastavenými parametry pomocí RF generátoru AGILENT N9310A. Generovaný signál připojte na vstup osciloskopu AGILENT 7012B. Nastavte softwarovou nadstavbu 89600VSA pro nahrání měřeného signálu. Analyzujte signál v časové a frekvenční oblasti. Zjistěte pomocí analýzy MARKEREM (vložte grafy do protokolu) nastavit maxima frekvencí a zapište do protokolu. 4. Vývojový software VEE Naprogramujte aplikaci na generování a měření signálu. Proveďte propojení s hardwarem AGILENT 33220A a AGILENT 7012B. Nastavte parametry generovaného signálu. Zobrazte generovaný signál. V rámci použitelných funkcí z MATLABU proveďte analýzu signálu 3 parametry (P, wstr, frekvenční spektrum atd. ) Zobrazit vyvinutý program a průběhy měřených a analyzovaných signálů do protokolu.
5. Sestavení základního vysílacího nebo přijímacího zařízení Je možné redukovat výše popsané zadání protokolu sestavením základního zařízení resp. obvodu vysílače, vysílače a přijímače nebo přijímače. Toto zařízení musí být realizováno jednoduchým zapojením s podrobným popisem samotného fungování prvku. Také musí být provedeno měření v časové a frekvenční oblasti.
1. Signálový analyzátor AGILENT N9010A a. Generovaný RF signál pomocí AGILENT N9310A Postup nastavení: Zmáčkneme reset RF generátor Zapneme AM modulaci Nastavíme frekvenci nosné na 50MHz Nastavíme amplitudu na 500mV Nastavíme vnitřní generátor Frekvenci modulovaného signálu na 80 KHz Zapneme výstup generátoru b. Signálový analyzátor AGILENT N9010A Postup nastavení: Zmáčkneme reset Analyzátoru Zvolí se mód frekvenční analýza X-osu nastavíme na rozmezí 48-52 MHz (příp. 49-51 MHz pro lepší rozlišení) Y-osu nastavíme jako lineární a referenční úroveň na 156,5 µv
2. Vektorový obvodový analyzátor AGILENT ENA E5061A
3. Softwarová nadstavba 89600VSA
4. Vývojový software VEE Program se tvoří pomocí SCPI příkazů (Standard Commands for Programmable Instruments), které se posílají jako posloupnost textových řetězců. Kompatibilitu zajišťuje VISA (Virtual Instrument Software Architecture), která funguje jako univerzální rozhraní pro virtuální komunikaci s přístroji. VISA adresa generátoru Agilent33220A: @TCPIP0::othfeib205a.vsb.cz::inst0::INSTR VISA adresa osciloskopu Agilent7012B: @TCPIP0::othfeib205d.vsb.cz::inst0::INSTR Jak je poznat z výše uvedených VISA adres, oba přístroje komunikují pomocí TCP/IP protokolu, jsou také oba ve stejné učebně, liší se jen jediným písmenem adresy. Generování signálu Obrázek 1 Sekvence příkazů pro generování signálu Komunikaci se vzdáleným přístrojem lze v programu VEE realizovat skrze univerzální přístrojový modul, u kterého se nastaví pouze typ komunikace komunikační adresa. Do tohoto modulu lze poté přidávat příkazy, které jsou prováděny od shora dolů. U modulu lze také přidávat vstupní a výstupní proměnné, pomocí kterých lze příkazy parametrizovat. V našem případě se jedná o nastavení tří parametrů funkce sinus. Na prvním místě je příkaz *RST, který resetuje nastavení přístroje na výchozí. Následuje příkaz pro generování sinusoidy APPLy:SINusoid [<frequency> [,<amplitude> [,<offset>] ]] zapsaný jako textový řetězec. Zobrazení signálu Pro vytvoření instance osciloskopu použijeme stejný postup jako pro generátor, pouze změníme adresu. Pro vyčtení dat použijeme tzv. readback příkaz WAVeform:DATA?, po jehož přijetí pošle osciloskop raw data pomocí binárního bloku (IEEE-488.2 binary block format). Proto následujícím příkazem musí být READ BINBLOCK, který zpracuje kom. protokol a data uloží do pole. Písmeno Y symbolizuje proměnnou pro výpis dat na výstup. Data jsou uložena v n-dimenzionálním poli, kde n je počet aktivních kanálů na osciloskopu. V našem případě se tedy jedná pouze o 1-D pole, maximum pro tento osciloskop by bylo 2-D pole.
Modul s příkazy je na Obr. 3. Před ním je včleněn zpožďovací člen (0,5 s), kvůli času, po který generátor mění funkci podle zadání, a osciloskop reaguje na změnu vstupu. Obrázek 2 Sekvence příkazů pro vyčtení dat z osciloskopu Zobrazit data lze několik způsoby. My jsme použili Waveform graf, který obsahuje časovou základnu, a je tedy nejvhodnější pro zobrazení průběhu 1-D pole v čase. Obrázek 3 Zobrazení dat pomocí Waveform grafu