„Laboratórium 2 - 10. Mérés ellenőrző kérdései” változatai közötti eltérés
37. sor: | 37. sor: | ||
Modulálatlan esetben a DDS kimenő frekvenciája: | Modulálatlan esetben a DDS kimenő frekvenciája: | ||
<math>f_s = N f_{ | <math>f_s = N f_{DDS} = N \frac{DDS\_x}{2^{24}} f_{CLK}</math>, ahol | ||
N: A PLL N osztási száma (tehát ennyivel szorozza fel a kimenő frekvenciát)<br> | N: A PLL N osztási száma (tehát ennyivel szorozza fel a kimenő frekvenciát)<br> | ||
DDS_x: "0" vagy "1" üzemmódot meghatározó kódszó, értéke "A" vagy "B"<br> | |||
f<sub>CLK</sub>: 26,000 MHz<br> | f<sub>CLK</sub>: 26,000 MHz<br> | ||
A lap 2014. március 9., 23:37-kori változata
1. Mi a PLL? Rajzolja fel egy PLL áramkör blokkvázlatát és tipikus zárthurkú átviteli karakterisztikáját!
A PLL (Phase-Locked Loop) egy olyan szabályozási kör, amely kimeneti jelét egy bemeneti jelhez (referencia jelhez) képes szinkronizálni mind frekvenciában, mind fázisban. Ha a két jel szinkronban van a be- és kimeneti jelek közötti fáziskülönbség a frekvenciától függő értéket (pl. 0-t) vesz fel. Egyes alkalmazásai: FM, AM... demodulátor, szinkronizáció detektor, négyszögjel előállítás, frekvencia sokszorozó stb.
A tipikus zárthurkú átviteli karakterisztikát, aki tudja rajzolja fel pls!
Az alábbi kép nem biztos, hogy helyes, google dobta ki:
Általánosan a hurokerősítés (felnyitott PLL kör átvitele):
Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle G(s)=K_d F(s) \frac{K_v}{s}}
, ahol
Kd: Fázisdetektor(PD) átviteli tényezője
F(s): Aluláteresztő szűrő átviteli karakterisztikája
Kv: VCO átviteli tényezője
Zárt hurok átvitele ebből:
Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle H(s)=\frac{G(s)}{1+G(s)}}
2. Mi a DDS? Rajzolja fel egy DDS blokkvázlatát! Hogyan határozható meg a DDS kimenőjelének frekvenciája?
A DDS (direct digital synthesizer) egy olyan eszköz, ami egy fix frekvenciájú jelből (órajelből) más jeleket állít elő. (A más jelek tulajdonságai függnek a DDS megvalósításától, programozásától és programozhatóságától, stb.)
A laboron használt DDS esetén a kimenőjel frekvenciája szabályozható az A és B kódszó tartalmával (0 illetve 1 üzemmód), illetve FSK moduláció esetén a D kódszó által hordozott frekvencialökettel. A kimenő frekvencia felső határa 4 MHz, a DAC miatt megjelenő zavarójeleket kiszűrő aluláteresztő szűrő miatt. Ezért az Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_{CLK}/4} által szabott 6,5 MHz-s határ nem érdekes.
A csatolt fájlok között az alaklmazott DDS blokkvázlata is megtalálható, de itt egy egyszerűsített verziót rakok be:
DDS kimenő frekvenciájának meghatározása
Modulálatlan esetben a DDS kimenő frekvenciája: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_s = N f_{DDS} = N \frac{DDS\_x}{2^{24}} f_{CLK}} , ahol
N: A PLL N osztási száma (tehát ennyivel szorozza fel a kimenő frekvenciát)
DDS_x: "0" vagy "1" üzemmódot meghatározó kódszó, értéke "A" vagy "B"
fCLK: 26,000 MHz
FSK esetén:
DEV: 0-1 (alacsony-magas) adatbitek kiadásakor hozzáadja a DDS frekvenciaregiszter tartalmához
Felbontás:Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle \Delta f_s=N \frac{f_{CLK}}{2^{24}} \Rightarrow } 0 és 1 biteknek megfelelő frekvenciák: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_{LOW}=N \frac{DDS\_x}{2^{24}} f_{CLK} ; f_{HIGH}=N \frac{DDS\_x + 4DEV}{2^{24}} f_{CLK}}
Ebből a DDS sávközépi frekvenciája: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_{FSK}=\frac{f_{LOW} + f_{HIGH}}{2}}
Lökete pedig: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle \Delta FSK = N \frac{DEV}{2^{23}} f_{CLK}}
3. Sorolja fel egy FSK jel paramétereit!
- Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle A} - Jel amplitúdója
- Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_v} - Vivőfrekvencia
- Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_D} - Frekvencialöket
4. Rajzolja fel egy FSK adó blokkvázlatát!
5. Rajzolja fel az egyszer transzponált FSK vevő blokkvázlatát! Mit jelent a felső és alsó keverés?
Feladat: Milyen frekvenciára kell beállítani a helyi oszcillátort felső keverés esetén, ha 915.2 MHz-es akarunk venni és a keverő utáni sávszűrő (KF szűrő) sávközépi frekvenciája 10.7 Mhz?
Megoldás: A helyi oszcillátor Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_0=915.2+10.7=925.9 \; MHz} -re kell állítani a megadott paraméterek esetén.
Felső keverés esetén a helyi oszcillátor frekvenciája a KF szűrő sávközépi frekvenciájával nagyobb mint a vételi frekvencia. Alsó keverés esetén pedig ennyivel kisebb.
Az egyszer transzponált FSK vevő blokkvázlata:
6. Rajzolja fel egy FSK demodulátor blokkvázlatát!
Az FSK jel demodulálására itt fázistoló szorzót alkalmazunk:
7. Mi az a nagylöketű FSK, és mi határozza meg ekkor az FSK jel sávszélességét?
Frekvenciamodulációs tényező - Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_D} a frekvencialöket, Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle f_m} pedig a moduláló jel frekvenciája: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle m_f={f_D \over f_m}}
Ha Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle m_f >10} , akkor nagylöketű FSK jelről beszélünk.
Sávszélessége a Carson-szabály segítségével meghatározható: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle B = 2 \cdot (f_D+f_m)}
8. Ismertesse a spektrumanalizátor felépítését és működését!
A bementi csillapító (attenuator) lehetővé teszi, hogy széles bemeneti tartományban működhessen a rendszer. Ezután az aluláteresztőszűrő kiszűri a működési frekvenciasávon kívűli jeleket. A keverő a VCO jelével egy középfrekvenciás jelet állít elő, ami a bemeneti jel frekiben való eltolásának felel meg. A VCO jelét egy fűrészjellel folyamatosan változtajuk, így végighangoljuk az egész beállított frekvenciatartományt. Az állítható szélességű sávszűrőn (Res BW Filter) csak egy keskeny frekvenciasáv kerül a detektorra. Itt a demodulált jel a képernyő Y irányú eltérítése, az X irányú eltérítés pedig a frekvenciával (fűrészgenerátor jelével) arányos. Ezért a spektrumanalizátor egy szuperheterodin vevőkészülék, mivel a bemenő frekvenciatartományt egy konstans frekvenciára hangoljuk detektálás előtt.
9. Mi az a fázis- és a frekvenciadiszkriminátor? Rajzoljon fel egy tipikus frekvenciadiszkriminátor transzfer karakterisztikát!
Feladat: Az FSK AÁB melyik blokkjában használják a fázisdiszkriminátort, és melyikben a frekvenciadiszkriminátort?
Medáldogás: aki nagyon vágja a témát és ért hozzá, az NE tartsa magában a megoldást! ;)
10. Mit jelentenek a következő betűszavak: ISM, FSK, FM, RF, PLL?
- ISM: Industrial Scientific and Medical - A 900 MHz körüli, szabad felhasználású (előzetes engedélyezéshez nem kötött) frekvenciasávok.
- FSK: Frequency Shift Keying (ferekvenciabillyentyűzés) - A vivő frekvenciájának két fix érték közötti kapcsolgatásával létrehozott digitális modulációs eljárás.
- FM: Frequency Modulation - Olyan modulációs eljárás, ahol a moduláló jel a vivőhullám pillanatnyi frekvenciájával áll kapcsolatban.
- RF: Radio Frequency - Rádiófrekvencia.
- PLL: Phase-Locked Loop (fáziszárt hurok) - Többek között demodulálásra is alkalmazható áramkör (szabályozási kör).
11. Ismertessen egy egyszerű frekvenciadiszkriminátor megvalósítást!
A frekvenciában modulált Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle s_{FM}(t)} jel egy fázistolóra jut, ami a jel pillanatnyi frekvenciájával arányos, és sávközépen -90 fok. A szorzó és aluláteresztő szűrő egy kvadratúra demodulátort alkotnak, aminek a kimenete 0 V, ha a szorzó bemenetein lévő jelek kvadratúrában vannak. (Tehát 90 fok fáziskülönbség van köztük.) -> A kimenő Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle V_0 (t)} arányos az Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle s_{FM}(t)} jel frekvenciájával.
12. Mi az a csillapítótag? Rajzoljon fel egy asszimmetrikus csillapítótag megvalósítást!
A csillapítótag (attenuator) egy olyan áramkör, ami a bejövő audió vagy rádiójel amplitúdóját csökkenti lehetőleg torzítás nélkül.
Legegyszerűbb megoldás egy (változtatható) ellenállásokból felépített feszültségosztó.
A kért ábra is erre vonatkozik. Asszimmetrikus - mint különböző be- és kimeneti ellenállású.
Léteznek természetesen bonyolultabb kapcsolások is...
13. Mi az a SPAN, RBW, VBW a spektrumanalizátoron?
- SPAN: A sweep hossza, tehát az a frekvenciatartomány, amit vizsgálok. Ezt végső soron ugye a VCO-ra adott háromszögjel határozza meg.
- VBW: A spektrumanalizátor Video szűrőjének 3 dB-s sávszélessége. Praktikusan a függőleges felbontás.
- RBW: A spektrumanalizátor Res BW szűrőjének 3 dB-s sávszélessége. Praktikusan a vízszintes felbontás.
14. Hogyan mérjük meg egy szinuszos jel frekvenciáját és teljesítményét spektrumanalizátorral?
Az ideális szinuszjel spektruma egyetlen dirac impulzus azon a frekvencián, amilyen frekvenciájú a szinusz. A zajok és nemlinearitások miatt azonban a valóságban megjelennek kisebb amplitúdójú felharmonikusok és köztes komponensek is. Tehát megkeresem a legnagyobb amplitúdójú spektrumkomponens helyét és az lesz a szinusz frekvenciája.
Egy jel teljesítménye a Parseval-tétel alapján számítható az amplitúdóspektrum négyzetének integráljaként is.
15. Hogyan mérné meg egy heterodin vevő érzékenységét és átviteli karakterisztikáját?
Érzékenységet a bemenő jel amplitúdójának folyamatos növelésével, a kimenetet figyelve.
Átviteli karakterisztikát az amplitúdó/frekvencia növelésével, a kimenetet figyelve.
16. Mi az a fáziszaj? Miért van fáziszaja a DDS-nek? Hogyan néz ki a fáziszajjal terhelt szinuszos jel spektruma?
A fáziszaj a különböző zavarok (termikus zaj, sörétzaj) hatására a jelben megjelenő fázisváltozás. A DDS fáziszaja elsősorban a referenciajel fáziszajából származik, ezt a DDS a frekvenciaosztási aránynak megfelelően elnyomja. Létezik az eszköznek maradék fáziszaja is, ami ideális referenciajel esetén kapott fáziszaj lenne. Ez modern integrált áramköröknél kb. -140 dBc/Hz, 10 kHz offsetnél.
A fáziszajjal terhelt szinuszjel spektruma.....????
17. Hogyan mérné meg egy DDS üzemi frekvenciatartományát?
"0" üzemmódban folyamatosan növelném az "A" kódszó értékét, közben a kimenetén mérném a frekvenciát.
18. Mit jelentenek a következő betűszavak: AM, OOK, ASK?
- AM: Amplitude Modulation (amplitudómoduláció) - Olyan analóg moduláció, az A(t) időfüggő értéke hordozza az információt.
- OOK: ON/OFF Keying - Olyan ASK moduláció, ami a 0 továbbítandó jelhez 0 A(t)-t választ.
- ASK: Amplitude Shift Keying (amplitudóbillentyűzés) - Olyan digitális moduláció, az A(t) időfüggő értéke hordozza az információt.
19. Ismertesse a Carson-összefüggést!
Carson-összefüggés: Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle B=2 \cdot (f_D+B_m)} , ahol Értelmezés sikertelen (MathML SVG vagy PNG tartalékkal (modern böngészők és kisegítő eszközök számára ajánlott): Érvénytelen válasz („Math extension cannot connect to Restbase.”) a(z) https://wikimedia.org/api/rest_v1/ szervertől:): {\displaystyle B_m} a moduláló jel sávszélessége.
Ez durvább becslés, mint az egyébként szinusz esetére adott.
21. Mit jelentenek a következő betűszavak: dBm, dBmű, dBc?
- dBm: Az 1 mW-ra vonatkoztatott teljesítményviszony dB-ben mérve.
- dBmű: Az 1 mikroV-ra vonatkoztatott feszültségviszony dB-ben mérve.
- dBc: A vivőhullámra vonatkoztatott jelszintviszony dB-ben mérve.