Имитационное и аналитическое моделирование преобразователя частоты - диплом по информатике и телекоммуникациям

Преобразователь частоты является сугубо нелинейным элементом, осуществляющим возложенные на него функции за счет взаимодействия в нем поступающего на один его вход полезного сигнала U₁(t) и на другой его вход колебания гетеродина U_г(t). Целью этого взаимодействия является перенос спектра частот сигнала в другую часть диапазона. Таким образом, выходное колебание преобразователя U₂(t) в общем виде можно представить как результат нелинейного взаимодействия суперпозиции колебаний U₁(t) и U_г(t):

Поэтому спектр выходного колебания U₂(t) при полигармонических входных воздействиях представляет собой совокупность отдельных комбинационных и интермодуляционных составляющих четных и нечетных порядков. При преобразовании частоты полезным продуктом являются интермодуляционные составляющие вида U(f₁  f_г), т. е. второго (четного) порядка. Поэтому в преобразователях частоты используются схемы, которые дают возможность компенсировать составляющие спектра нечетных порядков. Такого рода преобразователями, например, являются диодные смесители, собранные по балансной (Рис. 1 (a)) или кольцевой (Рис. 1 (b)) схемам.

При бигармоническом входном воздействии задайте значение амплитуды одного из сигналов, который считаем полезным, таким, чтобы он был во много раз меньше амплитуды колебания гетеродина. Значение амплитуды второго колебания, который считаем помехой, изменяйте в пределах от нуля до допустимых значений, обеспечивающих выполнение неравенства (-U < U_вх + U_г < U). Фиксируйте значение амплитуды колебания на частоте, которая равна разности (или сумме) частот полезного сигнала и гетеродина, на выходе преобразователя частоты. Одновременно фиксируйте значение амплитуды помехи на входе преобразователя. Определите характеристику блокирования преобразователя частоты в соответствии с алгоритмом

В данной курсовой работе можно сделать следующие выводы:

Амплитудная характеристика преобразователя частоты представляет собой нелинейную гладкую возрастающую функцию. В зависимости от значений амплитуды колебаний гетеродина А_г график характеристики располагается выше или ниже.

Характеристика блокирования практически не зависит от значений амплитуды колебаний гетеродина А_г. Графики, полученные для 3-х значений амплитуды колебаний гетеродина А_г совпадают.

Практически подтверждено, что нижняя часть интермодуляционной характеристики имеет кубическую зависимость от уровня входных сигналов. График представляет собой кубическую параболу.

В результате аналитических расчётов выяснилось, что относительная погрешность эксперимента не превысила пяти процентов (в большинстве случаев - десятые доли процента).

Все полученные значения были сравнены с аналитическими результатами и полностью совпали.