ניסוי מס' 6

חלק א

אפנון תנופה במשדר

אפנון (modulation) הוא פעולה המבוצעת במשדר ושיטת אפנון התנופה מתבססת על שינוי תנופתו של גל נושא , בהתאם לשינויי אות המידע .

בפעולת האפנון מעורבים שני אותות:

    אות המידע : x am(t)=am*cos*wm t

     גל נושא c(t)=ac*cos* wc t:

אות המאופנן – המייצג את אות המידע ואת גל הנושא

X Am (t)= (Ac+ Am*cos(Wm*t)) cos (Wc*t

מהלך הניסוי:

 

*בהתחלה מכנים ערכת התקשורת ונחבר אותה למור המתח ונחבר את ערכת התקשרת למכשיר משקף ומאפסים את ערכת התקשורת ומשקף תנודות .

**נוודא ש- הבורר של מקור העירור ( TRIGGER SOURCE ) במשקף התנודות מכוונן ל -

CH1 ונמקם את כפתור הבקרה של אופן הפעולה ל – CH1  במשקף התנודות.

בנית הערכה כדי לראות את אות המידע 

אות המידע מוצג במשקף תנודות  : (  CH 1 )

בנית הערכה כדי לראות את אות המאופנן

 

אות המאופנן מוצג במשקף תנודות:(  CH 2 )

איור הזה מיצג לנו אות המידע ואות המאופנן יחד והתיאום בניהם:

חלק ב:

מטרת החלק הזה:

יצרת אות מאופנן תנופה בעזרת אות דיבור

מהלך הניסוי:

בחלק ראשון של ניסוי זה  בצענו אפנון תנופה בעזרת אות סינוסי . בחלק הזה אנחנו הולכים לראות אות מאופנן  AM בעזרת אות דיבור.

*ננתק אות אות הסינוסי בעל  KHZ2 מיחידת האותות המרכזית ( MASTER SIGNAL ) המחוברת לכניסה  A של המסכם.

**נחבר את הנקודה A למוצא יחידת הדיבור המתואר באיור הבא.

שינוי תנופה של אות המידע :

סובבים את הבורר ימינה וצא לנו ( סובבים ימינה מאקסימום )

יוצא לנו אות מאופנן ,מקדם האפנון גדול מ – 1

סובבים את הבורר שמולה יוצא לנו ( סובבים שמולה מאקסימום )

אות מידע נעלם ומה שאנחנו רואים הוא אות גל נושא ( צפוף )

שלב 2:

גלוי אות מאופנן

מטרת הניסוי :

גילוי אות מאופנןAM  בעזרת גלאי מעטפת

מקלט:

מקלט או רסיבר הוא מכשיר שהופך גל נושא הנקלט מהאוויר באנטנת הקליטה, בתדר גל נושא מסוים (תדר התחנה הרצויה), לאות מידע .

למקלט שלושה חלקים עיקריים:

1.    בורר תדרים (תחנות) - בורר את אות התחנה הרצויה מבין כל הגלים הנושאים שנקלטים באנטנה.

2.    מגבר - מחזק את הגל הנושא החלש מאוד שנקלט באנטנת הקליטה.

3.    גלאי - הופך את הגל הנושא המאופנן שנקלט באנטנה לאות מידע.

מהלך הניסוי:

*הרכבת מעגל אפנון AM ע''מ לקבל אות מאופנן AM .

**חיבר את המעגל המתואר באיור 2 שהוא בעצם אפנון AM .עם כל הבוררים ליד שמאל .

***שנה כיוון G עם כיוון השעון כך שתשיג 1 VP-P .

****שנה כיוון g . עם כיוון השעון כך שתשיג גורם אפנון 5.0

 ****גילוי המידע מהאות המאופנן

תוצאה:

 

 

*ונחבר את המעגל הזה :

תוצאה :

חלק ג:

נשנה את עוצמת אות המידע וצפה בתוצאות הגילוי

הגדל את עוצמת אות המידע באופן קבוע והבחן בשינויים באות המוצא של הגלאי.

ניסוי מס' 5

השפעת חדות המסנן על נאמנות השחזור

בניסוי הזה אנחנו רוצים לבדוק את השפעת חדות המסנןעל טיב השחזור , בעזרת מעגל הדגימה ושמירה שבנינו אותם בניסויים 4ו3. ובניסויי הזה אנחנו מבצעים אותו בשני שלבים:

1.      מסנן מעביר נמוכים בסדר ראשון

2.      מסנן מעביר נמוכים מסדר שני

רקע תיאוריטי:

במקלט נמצאת פעולת השחזור של האות , ולכן במקלט משתמשים במסנן מעביר נמוכים והמסנן הזה הוא מסנן מעשי.

האיור הזה מיצג לנו ייצוג הספקטראלי של אות מידע קולי אופייני, לפני פעולת הדגימה.

לאות זה יש רוחב פס שווה ל- W.

*אחרי פעולת הדגימה , מתקבל לנו  צורת אות מידע וכפולותיה .

*** הערה : אנחנו חייבים לקיים חוק נייקויסט .

יש לנו שתי אפשריות לדגום :

האפשרות הראשונה:

כאשר בוחרים בתדר דגימה שווה ל- 2 יתקבל לנו מצב לא רצוי , כי בפעולת השחזור במקלט מתבצעת בעזרת  סנן מסדר ראשון.

                                                 

בעיה :

הבעיה שנמצאת כאשר בחרנו לדגום בתדר שווה ל- 2 היא שהמסנן התייחס לאות השני בנוסף לאות המידע , במצב זה האות השני נחשב כרעש

*** לבעיה זו יש שני פטרונות :

1.      להשתמש במסנן אידיאלי:

אבל לא משתמשים בו כי יש הוכחה תיאוריטית  שלא מאפשרת לנו להשתמש בו .

1.      הפטרון השני הוא האפשרות השנייה :

והיא להפריד בין ההרמוניות ,או במלים אחרונות נחרנו לדגום בתדר דגימה גדול בהרבה מ - 2

התוצאה שיצאה לנו כאשר בחרנו לדגום בתדר גדול מ – 2 היא המצב שרצינו אותה .

אבל גם יש בעיה בתוצאה שקבלנו אותה מן תדר דגמה הגדול מ 2 . והבעיה הוא בזבוז ברוחב הפס .

 והפתרון לחסרון הזה  הוא להקטין את תדר הדגימה  ולשפר את חדות המסנן.

ונקצית התמסורת של רשת המסננים:

מסנן מסדר ראשון

את התדר המרבי באות המידע מוגבל הפס הינו  5 khz לכן נתכנן מסנן שתדר מחצית ההספק שלו יהיה  6 khz .
תדר מחצית ההספק שוווה ל-F= 1/2πRC . נבחר R=1k ונחשב את קיבול הקבל .נקבל ש-C=26nf.

פונקציית התמסורת שמממשת את תפקיד מעביר הנמוכים מסדר ראשון נראית בצורה הבאה :

*מסנן מסדר שני

איור מתאר רשת מסנן מסדר שני בעלת תדר מחצית הספק השווה ל-6k.

מהלך הניסוי:

בניסוי זה החלפנו את רשת מסנן מעביר הנמוכים במעגל שבנינו עבור הניסויים 3ו4 בפונקציית תמסורת של מסנן בעל תכונות מסוימים.כך שבחרנו מסרגל ה control את האייקון transfer function block וקבענו את הערכים של מקדמי S כפי שתכננו קודם.

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר ראשון :

תוצאות:

מסנן מסדר ראשון :

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר שני :

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר שני :

תוצאות:

מסנן מסדר שני :

מסקנה:

לפי התוצאות שקבלנו אותם במסנן מסדר ראשון ומסנן מסדר שני  כי שבמסנן מסדר ראשון מקבלים אות דומה לאות המידע  אבל לא בצורה מדויקת .

אבל במקביל יצא לנו בתוצאת מסנן מסדר שני כי שני האותות דומים זה לזה וזה המצב הרצוי  => אז מכאן אנחנו רואים שכן חדות המסנן משפיעה על שחזור האות, לכן המסנן מסדר שני טוב יותר מן מסנן מסדר ראשון (לפי מה שראינו בתוצאות)