ניסוי 6 - גילוי אות מאופנן AM

גילוי אות מאופנן AM

 מבוא :-

בפעולת האפנון מעורבים שני אותות : אות מאפנן המייצג את המידע, וגל נושאcarrier)) אשר משמש כנושא , או כאמצעי העברה בלבד של המסר.

שיטת אפנון התנופה מתבססת על שינוי תנופתו של גל הנושא , בהתאם לשינוי המידע שאותו רוצים לשדר.

תיאור מתמטי של גל נושא מאופנן – תנופה היא :

XAM(t) = A(t)*cosωc*t כך ש –  A(t) = Ac + Am*cosωm*t

A(t) מייצג את התנופה המשתנה בזמן מבחינה גרפית , פירוש הדבר הוא ששיאי הגל הנושא המאופנן לא יהיו בגובה אחיד Ac , אלה בגובה משתנה A(t) .

נוסחת האות המאופנן :-

XAM(t) = ( Ac + Am*cos*(ωm*t))*cosωc*t

גלאי מעטפת :-

גלאי המעטפת בא לגלות את אות המידע מתוך האות המאופנן.גלאי זה הוא פשוט לעומת שאר הגלאים.
כדי שגלאי זה יעבוד בצורה טובה צריך לדרוש שהגל המאופנן יהיה בעל רוחב פס קטן כלומר תדר גל הנושא
גדול מאוד מתדר גל המידע. בנוסף שגורם האפנון יהיה קטן מאחד.

אופן פעולת הגלאי :-

כאשר יש פולס חיובי הדיודה מעבירה את הזרם והקבל נטען במהירות למתח השיא של הפולס. כאשר האות
בכניסה יורד מערך זה הדיודה מהווה נתק וקבל מתפרק דרך הנגד.תהליך זה נמשך עד הפולס החיובי הבא
שכאשר הוא עובר בגודלו את המתח על הקבל תהליך הטעינה מתחיל שוב   .
מכייון שגל המידע הוא מעטפת האות המאופנן אנו צריכים שהקבל יטען עד לסופו כלומר עד למתח השיא של
בין עם זה מקור אות לכן נדרוש שקבוע הזמן של הטעינה המורכב מההתנגדות של גל ה  ( AM - אות ה  . AM 
מאופנן בעל התנגדות פנימית או נגד עומס או אנטנה קולטת וכד') והתנגדות הדיודה והקבל יהיו קטנים מאוד
בהשוואה לזמן המחזור של הגל המאופנן שהוא זמן המחזור של גל הנושא כלומר   :
                                                   =Rs*C<<1/fcτ
יחד עם זאת עלינו לדרוש שכאשר הדיודה לא מוליכה  קבוע ההתפרקות של הקבל יהיה מספיק ארוך כדי
שהקבל יתפרק במלואו אך לא ארוך מידי כך שהקבל יטען מייד כאשר הפולס נהפך לחיובי שוב   .
במילים אחרות   :
                                                   RC<<1/W<<fc    1/

מהלך הניסוי :-

בתחילת הניסוי הכנו את ערכת התקשורת וחיברנו אותה למקור המתח ומקמנו את כל הכפתורים כפי שדרוש ממנו . ובנינו את המעגל הבא :-

ואחר מכן התחלנו לסבוב את הכפתורים והבוררים כפי שביקש ממנו המורה , עד שסיימנו את זה יצא לנו אות המידע הבא :-

ואחר כך נדרש ממנו להציג תמונה של מעטפת אות המאופנן לבין אות המידע. לעשות שלב זה צריכים להוסיף כמה כבלים כפי שדרוש ממנו , והרכבתי את המעגל הבא :-

והתוצאה שקיבלתי במשקף התנודות היא :-

חלק שני מהניסוי נדרש ממנו ליצור אות מאופנן תנופה בעזרת אות דיבור , וניתקנו וחיברנו כל מה שנדרש ממנו בניסוי זה. כך שיצא לי המעגל הבא :-

והתחלתי לדבר במיקרופון של הערכה ויצא לי אות מאופנן בעזרת אות דיבור :-

גילוי אות מאופנןAM  בעזרת גלאי מעטפת :-

בניסוי זה אנחנו בונים אותו מעגל של אפנון Am . ויוצא לנו האיור הבא :-

חלק ב' מניסוי זה דורש ממנו להראות את אות המוצא ביחס לאות המאופנן  כך שחיברתי את המעגל הבא :-

וזאת התוצאה שקיבלתי במוצא משקף התנודות :-

ואחר מכן נדרש ממנו להציג את התוצאה שקיבלנו במוצא הדיודה :-

וזו התוצאה במשקף התנודות :-

ואחר מכן הגדלנו את עוצמת אות המידע באופן קבוע , ומקדם האפנון כבר עלה והייה יותר מ- 1 ומצב זה נקרא אפנון יתר , וזו צורת האפנון יתר :-

ניסוי 5 - השפעת חדות המסנן על טיב שחזור האות הדגום שמור

השפעת חדות המסנן על טיב שחזור האות הדגום שמור



המסנן :-

מסנן הוא מרכיב במערכות אלקטרוניות שונות שמסנן אותות לא רצויים לטובת המשך עיבוד האות. מסננים קיימים כיום בכל התקן אלקטרוני והם אבני בניין במקלטים, משדרים, מערכות שמע ווידאו, מערכות תקשורת נתונים, מחשבים ועוד. קיימים מסננים אנלוגיים הממומשים בעזרת רכיבים פאסיביים כגון קבלים וסלילים, ואקטיביים עם מגברי שרת, מסננים דיגיטליים הממומשים בדרך כלל בקושחה מעבדי DSP. בתחום עיבוד אותות אופטיים קיימים גם מסננים אופטיים.



מסנן מסדר ראשון :- מסנן יותר במדויק. לדוגמא: הוא יקטין את אמפליטודת אות הכניסה בחצי בכל פעם שהתדירות מוכפלת.

את תדר המרבי באות המידע מוגבל הפס הינו 5KHz  , לכן נתכנן מסנן שתדר מחצית ההספק שלו יהיה 6KHz .

תדר מחצית ההספק שווה ל-  Fc = 1 / 2πrcנבחר R=1KHz ונחשב את קיבול הקבל. נקבל ש  .C=26nf

פונקציית התמסורת שמממשת את תפקיד מעביר הנמוכים מסדר ראשון תראה בצורה הבא:

 

מסנן מסדר שני :- מפחית את העוצמה של תדירויות גבוהות יותר בתלילות. לדוגמא: הוא יקטין את אמפליטודת אות הכניסה ברבע בכל פעם שהתדירות מוכפלת.

איור זה מתאר רשת מסנן מסדר שני בעלת תדר מחצית הספק השווה ל  KHz 6

פונקציית התמסורת של רשת מסנן מסדר שני :

מהלך הניסוי :-

בניסוי זה המעגל שבניתי אותו הוא כמו המעגל שבניסוי 3 ובניסוי 4 אך שניתי כמה ערכים והוספתי את הרכיב רשת מסנן מעביר הנמוכים.

כך שהמעגל שקיבלתי  אותו הוא :-

החלפתי את רשת מסנן מעביר הנמוכים בפונקציית תמסורת של מסנן מסדר ראשון , וקבעתי את הערכים כפי שתכננתי אותם קודם.

כך שקיבלתי את התוצאות במוצא משקף התנודות בצורה הזאת :-

ואחר כך החלפתי את רשת מסנן מעביר הנמוכים בפונקציית תמסורת של מסנן מסדר שני , וקבעתי את הערכים כפי שתכננתי אותם קודם.

וקיבלתי את התוצאה הבאה :-

באיור זה אני רואה את נאמנות  שהחזור להאות המקורי, זאת אומר שלחדות המסנן יש השפעה גדולה על טיב שחזור האות הדגום שמור.