נסוי מס'7
אפנון תדר
מטרת הנסוי:
יצירת אות מאופנן תדר.
רקע תיאוריטי:
כאמור, אפנון תדר היא שיטה אשר משנים בה את תדר גל הנושא לפי שינויי
תנופת אות המידע .
גל הנושא: Cos(wc*t) * c(t)=Ac
אות המידע:
wmt) ) x(t)=Am*cos
אות מאופנן :
בגלל שינויי התדר, השימוש ב-FM דורש רוחב סרט גדול יותר לעומת ה-AM. עם זאת, משום שהרעשים בדרך-כלל פוגעים במשרעת של הגל ולא בתדר שלו, לא חלה פגיעה בייצוג של האות המקורי. לפיכך מקלטי FM חסינים יותר להפרעות, ולשינויים בעצמת (משרעת) האות הנקלט. תוצאה נוספת של תכונה זו היא שמקלטי FM מסוגלים לקלוט בבירור את האות החזק מבין שתי תחנות המשדרות באותו תדר (תופעה הנקראת "תופעת הלכידה").
ביישומים אנלוגיים, תדר האות הנושא משתנה בתלות בשינויים בעוצמת אות המידע. ביישומים דיגיטליים ניתן לקבוע את תדר האות הנושא לכל תדר מקבוצה מסוימת של תדרים בתלות באות המידע (שיטה הידועה כ- Frequency-Shift keying או בקיצור FSK; בעברית: מפתוח זיזת תדר).
מהלך הניסוי:
חלק א:
-כוון את ההגבר של ה - VCOלכיוון השעה 2 .
-כוון את תדר ה - VCOלכיוון שעה 22 .
- הזז את המפסק למצב LO .
-חבר את המעגל המתואר באיור 2 .
איור 2
-כוון את סקלת הזמן של משקף התנודות(סילסקופ) לµSEC20 למשבצת.
-שנה את כיוון תדר ה VCO כך שתציג מחזור אחד בלבד על מסך המשקף תנודות(מהו
לדעתך תדר ה-VCO במצב זה?)
f=1/T
-מס' משבצות=1 ( f=1/(10*20*10^-6
-זמן=µSEC20
f=5k
-כוון את סקלת הזמן ש משקף התנודות לערך שלMSEC0.1 למשבצת (הצגה של 5
מחזורים)
התוצאה שהתקבלה מחיבור זה:
-חבר את המעגל המופיע באיור 3 ע''מ .
איור 3
-הבחן בשינויים שהתרחשו במוצא ה - VCO.
השווה בין אות המוצא של VCO לבין אות הכניסה של ה VCO.
-אות הכניסה של ה VCO:
-אות המוצא של VCO :
-שניהם יחד:
שאלות:
.1 כמה סינוסים קבלת במוצא ה vco ?
.2 מה סינוסים אלה יש להם תדרים שונים ?
.3 מדוד את זמן המחזור של התדר הנמוך באות המאופנן?
.4 מדוד את זמן המחזור של התדר הגבוה באות המאופנן?
.5 חשב את התדרים הנ''ל?
תשובות:
1.במוצא הvco קיבלנו אינסוף סינוסים.
2.לסינוסים אלה יש תדרים שונים ,כי בכל רגע ורגע יש עוצמה שונה ולכן בכל רגע ורגע יש תדר שונה.
(אם יש אינםוף ערכים אז יש אינםוף תדרים)
3.בכל מחזור יש 3 משבצות ,כל משבצת שווה ל-MSEC0.1 .
Tmax=0.3msec
4.בכל מחזור יש 0.5 משבצת, כל משבצת שווה ל-MSEC0.1 .
Tmin=0.05msec
5. khz 3.333 = fmin=1/Tmax
khz 20 = fmax=1/Tmin
חלק ב:
יצירת אות מאופנן FM בעזרת אות דיבור
- כוון את סקלת הזמן למשקף התנודות ל-0.1 mSEC למשבצת.
-נתק את האות המלבני מכניסת ה VCO וחבר במקומו יצאת המיקרופון
. כמתואר באיור 5
איור1
-דבר לעבר המיקרופון והבחן בשינויים על מסך משקף התנודות.
חלק ג:
יצירת אות מאופנן FM בעזרת אות סינוסאוידאלי.
- התייחסות לתחום התדרים שמהם מורכב אות ה - FM.
- נתק את מבוא ה VCO מייצאת המיקרופון ותחבר במקומה אות סינוס
2 KHZ ,כמתואר באיור 6 .
איור 6
התוצאה המתקבלת מחיבור זה:
שנה באטיות את הגבר ה VCO לנגד כיוון השעה.
- נתח את התוצאה שקיבלת?
*כאשר מקטינים את ההגבר של מתנד מבוקר מתח כלומר אות המידע ,אז אנו מקבלים אות מאופנן תדר בעל רוחב פס קטן.
*כאשר מקטינים את ההגבר של מתנד מבוקר מתח עד הסוף ,לא מתבצעת פעולת אפנון התדר.
- קרא את מאפייני האות המאופנן המתקבל.
*נראה לנו המון תדרים.
*תדר האות המאופנן משתנה לפי עוצמת אות המידע.
*תדר רגעי מתאים לערך מידע רגעי.
*יש קשר בין הזמן והתדר.
- מהי סטיית התדר המרבית של האות.
-22/5-מס' משבצות
-ערך כל משבצת:µSEC20
Tmin=88µSEC
khz 11.36 = fmax =1/Tmin
-31/5-מס' משבצות
-ערך כל משבצת:µSEC20
Tmax=124µSEC
8.06khz = fmin=1/Tmax
סטיית התדר המרבית *fmin - fmax=3.29k=2
סטיית התדר המרבית= 1.649k z
