CC BY
9УДК621.317.2
Т. В. Гордяскина, к. ф.-м. н., доцент.
С. Б. Лебедева, к. т. н., доцент.
А. М. Пахомов, аспирант, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
О КОМПЛЕКСНОМ ПОДХОДЕ К ИЗМЕРЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
В работе рассмотрен комплексный подход к измерению параметров амплитудно-
модулированных сигналов, основанный на использовании компьютерно-измерительных
систем и цифровых измерительных приборов.
Объектами профессиональной деятельности выпускников по специальности “Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования” являются радиолокационные, радионавигационные и радиосвязные системы; системы и средства контроля и диагностики технического состояния эксплуатируемого оборудования; системы управления движением транспортного средства; системы предупреждения столкновений. В любой из перечисленных областей науки, техники и производства невозможно обойтись без точных измерений.
Измерения, на современном этапе развития метрологии, практически полностью переходят на цифровые методы, в измерительных системах широко применяется аналоговая и цифровая микроэлектроника. Сформировалось новое направление в метрологии и электрорадиоизмерительной технике - компьютерно-измерительные системы (КИС) и их разновидность - виртуальные приборы, то есть, специальные платы, устанавливаемые в персональный компьютер или внешнее устройство, подключаемое через ЬРТ-порт в комплексе с соответствующим программным обеспечением. В зависимости от программного обеспечения пользователь получает измерительный прибор под ту или иную метрологическую задачу.
Цель дисциплины «Радиоизмерения» - дать студентам знания о методах измерения параметров физических процессов, характеристик электронных компонентов, узлов, приборов связного и навигационного транспортного оборудования, в телекоммуникационных системах.
Методика изучения дисциплины на кафедре радиоэлектроники основана на комплексном подходе: теоретическое исследование результатов измерений - аналитический расчет истинных значений результатов измерений, компьютерное моделирование - с применением виртуальных приборов, натурное моделирование - измерение с применением цифровых измерительных приборов.
Пример выполнения лабораторной работы по исследованию параметров амтитудно-модулированных сигналов.
1) Аналитический расчет математической модели радиотехнических сигналов.
Аналитическое представление амплитудно-модулированного (АМ) сигнала:
$ам(1:) = :5(*)СоФо* + ‘Ро)- )
АМ сигнал - это произведение огибающей БО) и гармонического заполнения Соз(Ю(Д+фо), причем на практике огибающая изменяется во времени гораздо медленнее, чем заполнение. Связь между несущей и огибающей в АМ сигнале определяется в общем виде как:
$ ли (0 = Я(0[1 + Л^яч(0],
где 8(1:) - амплитуда несущего колебания без модуляции; М - коэффициент модуляции; внч^) - управляющее колебание.
Однотональная амплитудная модуляция - это частный случай АМ, когда управляющим является также гармоническое колебание с частотой £Ксо. Пример осциллограммы и спектра однотонального АМ колебания при М8„Ч(Х)=1 (рис. 1).
5нч
^вч ' * нч *вч * * нч
Рис. 1. Осциллограммы и спектры однотонального АМ колебания
Результаты теоретических расчетов параметров сигналов подтверждаются компьютерным моделированием в программном пакете УеИетап РС-ЬаЬ 2000 (рис. 2).
2) Компьютерное моделирование радиотехнических сигналов проводится КИС: осциллограф РС8500, генератор К8016, персональный компьютер класса Репйшп 3 (рис. 3). Применение указанных КИС в лабораторном практикуме дает студентам:
- возможность моделирования параметров радиотехнических сигналов различных диапазонов частот,
- большой набор стандартных прикладных компьютерных программ, позволяющий решать прикладные задачи измерения (исследование и обработка сигналов),
- высоко развитый интерфейс пользователя,
- возможность использования внутренней и внешней памяти большой емкости,
- возможность оперативного использования различных устройств документирования результатов измерений.
С целью приобретения и закрепления навыков работы с цифровыми измерительными приборами студенты проводят измерение реальных физических величин - радиотехнических сигналов.
3) Натурное моделирование радиотехнических сигналов.
Аппаратная часть лабораторного измерительного комплекса содержит (рис. 3):
два генератора сигналов звуковой частоты ГЗ 102; осциллограф С1-64; амплитудный модулятор; анализатор спектра СК4-58.
Данная методика проведения лабораторных работ по дисциплине «Радиоизмерения» позволяет студентам всесторонне изучить параметры радиотехнических сигналов; приобрести навыки аналитических и компьютерных исследований, работы с современной измерительной аппаратурой.
-Л, Spectrum Anal^m
Рис. 3. Компьютерно-измерительная система и лабора горно-измерительный комплекс Список литературы
[1J Метрология и электро/радиоизмерения в гелекоммутажащюнных системах: Учебник для вузов / В. И. Нефедов, В. И. Хахин, Е. В. Федорова и др.: Под ред. В. И. Нефедова. - М.: Высш. шк., 2001.-383 с.
COMLPEX APROACH FOR PARAMETERS MEASURING OF RADIO ENGINEERING SYGNALS
Т. V Gordyaskina, S. V. Lebedeva, А. M. Pakhomov
The complex approach for parameters measuring of amplitude modulated sygnals based on computer measuring systems and digital measuring devices is considered.
Рис. 2. Рабочее окно анализа спектра AM колебания
Ete £ріюпа Vfcv* fclath dele
JtcMo;cogc } [ SpeMn,rr Аг^угчг
