// ניסוי מספר 1 //

~<<||  אפנון תנופה  ||>>~

- ניסוי הדמיה –

3.1.1 ~ פירוק ספקטראלי של אות מאופנן .

ניסוי זה נערך על מנת לאמת את התיאוריה שלמדנו באופן מעשי תוך כדי שימוש בתוכנת המולתיסים .

הביטוי האחרון מתאר את האות המאופנן  AMכאות המורכב משלושה אותות סינוסוידאלים:

א . אות במשרעת c  A ובתדרc  . f

ב. אות במשרעת  2\mAc ובתדר c+fm  f )פס צד עליון )

ג. אות במשרעת  2\mAc ובתדר  fmc-)  fפס צד תחתון )

על כן ספקטרום התדרים של אות מאופנן AM יראה כשלושה אותות,  הגל הנושא ושני פסי צד.

מבוא : ~

אנו נשתמש בערכים הנזכרים להלן  באפנון האות  שלנו ,שאנו נאפנן אותו באפנון תנופה :

Ac = 2v   ;   m = 0.8   ;   Fc = 50 kHz   ;   Fm = 5kHz

נמצא את עוצמת אות המידע :

0.8 =  m(מקדם האפנון )

v2  = Ac (עוצמת אות המידע )

>:::

m = Ac \ Am

0.8 = 2 \ Am

Am = 1.6 v

כך שאם נציב את הערכים האלה בביטוי זה :

נקבל את האות :~

XAM(t) = [ 2 + 1.6 cos10*10^3πt ] cos50*10^3πt

צעדים טרום הניסוי :~

1. חשב את רוחב הפס של האות .
2. סרטט את האות במישור הזמן .
3. סרטט את הייצוג הספקטראלי של האות . 

:::} חישוב רוחב הפס :~

BW= 2Fm  è  BW= 2*5k  è BW=10kHz

:::} הסרטוטים  ::>

1. הסירטוט של האות המאופנן במישור הזמן :~

2. הסרטוט של האות המאופנן במישור התדר .

מהלך הניסוי :~

1. נפעיל את תוכנת המולתיסים .
2. נבנה  מעגל בדיקה של אות מאופנן AM המיישם את הנוסחה שערכנו  .. כך שמעגל זה עליו לכלול :~

         מקור מתח ישר ; שני מקורות מתח משתנים ; מסכם ; מכפל ; אדמות .

    בנוסף לזה  נשתמש במשקף תנודות וספקטרום אנלייזר  בכדי לייצג את התוצאות .

3 . לאחר שבנינו את המעגל ..

א. נעלה את ייצוג האות המאופנן במישור הזמן בעזרת משקף תנודות .. ולאחר מכן נציין את מאפייני האות  על גבי הגרף שקיבלנו .

ב. נעלה את ייצוג האות המאופנן במישור התדר בעזרת םפקטרום אנלייזיר .. ולאחר מכן נציין את מאפייני האות  על גבי הגרף שקיבלנו .

     תפריט של מהלך הניסוי :~

שלב 2 :

מחברים את מקור מתח ישר בעל עוצמה שלv 2  לאחד המבואות של המסכם ולמבוא השני נחבר מקור המתח המשתנה הראשון שהוא בעל עוצמה של v 1.6 ותדר של kHz 5 ( זה בעצם הוא אות המידע ) והמבוא השלישי נחבר אותו לאדמה ( ).

מוצא המחבר נחבר אותו למבוא הראשון של המכפל ולמבוא השני נחבר מקור המתח המשתנה  השני שהוא בעל עוצמה של v1 ותדר של kHz 50 ( זה בעצם הוא אות הגל הנושא) .

שלב 3 :

בשלב זה עלינו לבדוק את  יצוג האות המאופנן בשני מישורים – מישור הזמן ומישור התדר .

נתחיל בבדיקה הראשונה :~

בדיקת האות המאופנן במישור הזמן בעזרת משקף תנודות :~

** נחבר את המוצא של המכפל למבוא הראשון ( המבוא  A) של המשקף תנודות  וגם נחבר את אות המידע  למבוא השני ( המבוא B ) וגם נחבר  מכשיר זה  לאדמה  המוצא (G).

ממכשיר זה נקבל את הייצוג של האות המאופנן כפונקציה של הזמן 

בדיקה שנייה :~

בדיקת האות המאופנן במישור התדר  בעזרת מנתח ספקטראלי:~

** נחבר את המוצא של המכפל למכשיר המכונה ב- " מנתח ספקטראלי " (כמו שבאיור הבא) .. על מנת לקבל ייצוג של האות המאופנן כפונקציה של תדר .

המדידות : ( כיול המכשירים ) .

>> משקף תנודות :

::: } הינו מכשיר מדידה שמטרתו להציג בצורה נוחה אותות מתח חשמלי (בציר האנכי) כפונקציה של הזמן (בציר האופקי), או כפונקציה של מתח חשמלי אחר (בציר האופקי).

            

נכייל  את  משקף התנודות לפי הערכים הנמצאים באיור שלהלן :

כך ש- ערך כל משבצת הינו 50µsec במכשיר וערך המתחים בכל ערוץ הוא v\div 2 .

נתח ספקטראלי (ספקטרום אנלייזר ) :~

:::} הינו מכשיר מדידה שמטרתו להציג בצורה נוחה אותות מתח חשמלי (בציר האנכי) כפונקציה של התדר (בציר האופקי) .

יש לכייל את הספקטרום אנלייזר  לפי הערכים שבאיור הבא :

Span = 1001kHz  \\ start = 0  \\ center = 501kHz \\ end = 1001kHz \\ range = 0.3v \\ resolution frequency = 1kHz

ערכים אלה נקבעו בהתאם לערכי האות שלנו .. על מנת לאפשר ייצוג באיכות סבירה  כך שהאות שלנו ימצא בתחום הנקבע ..

התוצאות :~

ישנם שתי תוצאות  של השתי בדיקות שעשינו לפני .

תוצאה ראשונה :~ ( היא בעצם התוצאה מהבדיקה הראשונה ).

הייצוג של האות המאופנן  במישור הזמן :-

בגרף זה רואים שהערך המקסימאלי של  עוצמת האות המאופנן הוא 3.6  והוא בעצם סכום החיבור בין עוצמת אות המידע ועוצמת הגל הנושא (Ac + Am = 2+1.6= 3.6 ) .

וגם רואים שהערך המינימאלי של עוצמת האות המאופנן הוא 0.4  והוא בעצם ההפרש בין עוצמת אות המידע ועוצמת הגל הנושא (Ac - Am = 2-1.6= 0.4 ) ....

תוצאה שנייה :~ ( היא בעצם התוצאה מהבדיקה השנייה )

הייצוג של האות המאופנן  במישור התדר  :-

בגרף זה אנו רואים שתדר המרכז הוא כמובן תדר הגל הנושא והוא k50  ותדרי פסי הצד העלין והתחתון הם 55k ו 45k  בהתאמה  ( תדר הפס העליון הוא הסכום  של החיבור בין תדר גל הנושא ותדר אות המידע  ותדר הפס התחתון הוא ההפרש ביניהם ) .

בנוסף לזה  רואים כי עוצמת אות הגל הנושא היא 2v  ועוצמת פסי הצד הינו חצי עוצמת אות המידע והיא 0.8 .

התוצאות המשניות  שנעשו על ידי המנתח הספקטראלי :

א.

מהבדיקה  על ידי המנתח הספקטראלי  נקבל התוצאה שלמעלה ..

כך שאנו רואים שהעוצמה של פס הצד התחתון כמעט שווה  ל- 0.8  ותדרו שווה ל- 45 .

ב.

מהבדיקה  על ידי המנתח הספקטראלי  נקבל התוצאה שלמעלה ..

כך שאנו רואים שהעוצמה של פס הצד העליון כמעט שווה  ל- 0.8  ותדרו שווה ל- 55 .

ג.

מהבדיקה  על ידי המנתח הספקטראלי  נקבל התוצאה שלמעלה ..

כך שאנו רואים שהעוצמה של הגל הנושא שווה  ל- v 2 ותדרו שווה ל- kHz50 .

מסקנות :~

ישנם תיאום מוחלט בין התיאוריה שלמדנו לבין הישום  באופן מעשי , כך שהתקבלו לנו בניסוי תוצאות דומות בדיוק לתוצאות אלה  שקיבלנו אותם בישום באופן תיאוריטי .