„Laboratórium 2 - 10. Mérés ellenőrző kérdései” változatai közötti eltérés
Nincs szerkesztési összefoglaló |
|||
| (33 közbenső módosítás, amit 9 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva) | |||
| 7. sor: | 7. sor: | ||
==1. Mi a PLL? Rajzolja fel egy PLL áramkör blokkvázlatát és tipikus zárthurkú átviteli karakterisztikáját!== | ==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, stb. | 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. | ||
[[ | [[File:Labor2 kép13.jpg]] | ||
A tipikus zárthurkú átviteli karakterisztikát, aki tudja rajzolja fel pls! | A tipikus zárthurkú átviteli karakterisztikát, aki tudja rajzolja fel pls!<br> | ||
Az alábbi kép nem biztos, hogy helyes, google dobta ki:<br> | |||
[[File:PLLclresponse.gif|400px]] | |||
[[Fájl:PLLAtvKar.PNG|800px]] | |||
Általánosan a hurokerősítés (felnyitott PLL kör átvitele):<br> | |||
<math>G(s)=K_d F(s) \frac{K_v}{s}</math> , ahol<br> | |||
K<sub>d</sub>: Fázisdetektor(PD) átviteli tényezője<br> | |||
F(s): Aluláteresztő szűrő átviteli karakterisztikája<br> | |||
K<sub>v</sub>: VCO átviteli tényezője | |||
Zárt hurok átvitele ebből:<br> | |||
<math>H(s)=\frac{G(s)}{1+G(s)}</math> | |||
==2. Mi a DDS? Rajzolja fel egy DDS blokkvázlatát! Hogyan határozható meg a DDS kimenőjelének frekvenciája?== | ==2. Mi a DDS? Rajzolja fel egy DDS blokkvázlatát! Hogyan határozható meg a DDS kimenőjelének frekvenciája?== | ||
| 20. sor: | 32. sor: | ||
A csatolt fájlok között az alaklmazott DDS blokkvázlata is megtalálható, de itt egy egyszerűsített verziót rakok be: | A csatolt fájlok között az alaklmazott DDS blokkvázlata is megtalálható, de itt egy egyszerűsített verziót rakok be: | ||
[[ | [[File:Labor2 kép28.jpg|800px]] | ||
DDS kimenő frekvenciájának meghatározása | |||
Modulálatlan esetben a DDS kimenő frekvenciája: | |||
<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> | |||
DDS_x: "0" vagy "1" üzemmódot meghatározó kódszó, értéke "A" vagy "B"<br> | |||
f<sub>CLK</sub>: 26,000 MHz<br> | |||
FSK esetén:<br> | |||
DEV: 0-1 (alacsony-magas) adatbitek kiadásakor hozzáadja a DDS frekvenciaregiszter tartalmához<br> | |||
Felbontás:<math>\Delta f_s=N \frac{f_{CLK}}{2^{24}} \Rightarrow </math> 0 és 1 biteknek megfelelő frekvenciák: <math> f_{LOW}=N \frac{DDS\_x}{2^{24}} f_{CLK} ; f_{HIGH}=N \frac{DDS\_x + 4DEV}{2^{24}} f_{CLK}</math> | |||
Ebből a DDS sávközépi frekvenciája: <math>f_{FSK}=\frac{f_{LOW} + f_{HIGH}}{2}</math> | |||
Lökete pedig: <math>\Delta FSK = N \frac{DEV}{2^{23}} f_{CLK}</math> | |||
==3. Sorolja fel egy FSK jel paramétereit!== | ==3. Sorolja fel egy FSK jel paramétereit!== | ||
| 29. sor: | 60. sor: | ||
==4. Rajzolja fel egy FSK adó blokkvázlatát!== | ==4. Rajzolja fel egy FSK adó blokkvázlatát!== | ||
[[ | [[File:Labor2 kép29.jpg]] | ||
==5. Rajzolja fel az egyszer transzponált FSK vevő blokkvázlatát! Mit jelent a felső és alsó keverés?== | ==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- | '''Feladat:''' Milyen frekvenciára kell beállítani a helyi oszcillátort felső keverés esetén, ha 915.2 MHz-en akarunk venni és a keverő utáni sávszűrő (KF szűrő) sávközépi frekvenciája 10.7 Mhz? | ||
'''Megoldás:''' A helyi oszcillátor <math>f_0=915.2+10.7=925.9 \; MHz</math> -re kell állítani a megadott paraméterek esetén. | '''Megoldás:''' A helyi oszcillátor <math>f_0=915.2+10.7=925.9 \; MHz</math> -re kell állítani a megadott paraméterek esetén. | ||
| 48. sor: | 79. sor: | ||
Az FSK jel demodulálására itt fázistoló szorzót alkalmazunk: | Az FSK jel demodulálására itt fázistoló szorzót alkalmazunk: | ||
[[ | [[File:Labor2 kép31.jpg]] | ||
==7. Mi az a nagylöketű FSK, és mi határozza meg ekkor az FSK jel sávszélességét?== | ==7. Mi az a nagylöketű FSK, és mi határozza meg ekkor az FSK jel sávszélességét?== | ||
Frekvenciamodulációs tényező | Frekvenciamodulációs tényező: <math>m_f={f_D \over f_m}</math> | ||
ahol: | |||
*<math>f_D</math> a frekvencialöket | |||
*<math>f_m</math> pedig a moduláló jel frekvenciája | |||
Ha <math>m_f >10</math> , akkor nagylöketű FSK jelről beszélünk. | Ha <math>m_f >10</math> , akkor nagylöketű FSK jelről beszélünk. | ||
| 60. sor: | 95. sor: | ||
==8. Ismertesse a spektrumanalizátor felépítését és működését!== | ==8. Ismertesse a spektrumanalizátor felépítését és működését!== | ||
[[ | [[File:Labor2 kép30.jpg]] | ||
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 | 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 frekvenciában 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!== | ==9. Mi az a fázis- és a frekvenciadiszkriminátor? Rajzoljon fel egy tipikus frekvenciadiszkriminátor transzfer karakterisztikát!== | ||
| 69. sor: | 104. sor: | ||
'''Medáldogás:''' aki nagyon vágja a témát és ért hozzá, az NE tartsa magában a megoldást! ;) | '''Medáldogás:''' aki nagyon vágja a témát és ért hozzá, az NE tartsa magában a megoldást! ;) | ||
[[File:PDs.JPG]] | |||
A fenti képen van néhány fázisdetektor, amelyből az alső 2 frekvenciadetektor is egyben. | |||
Ez úgy lehetséges, hogy az a bizonyos alsó 2 ún. töltéspumpa szűrővel van ellátva a kimenetén, ami frekvencia eltérés esetén a PD-ből érkező egyre szélesebb \UP vagy \DOWN impulzusok miatt egyre nagyobb feszültséget ad a VCO-nak (vagy egyre kisebbet), így egy idő után "behúzza" ω<sub>2</sub>-t ω<sub>1</sub>-hez, és belockol a PLL. A felső 2 nem érzékeli a frekvenciakülönbésget, mivel nincs töltéspumpájuk, és karakterisztikájuk - mint a képen is látszik - periódikusan ismétlődik. Tehát ha 2 különböző frekvenciát adunk egy ilyen PD-re, akkor a VCO vezérlőfeszültsége, és emiatt a VCO kimeneti frekvenciája is csak oszcillálni fog egy adott frekvencia körül, de nem fog lockolni. A 3. számú PD a képen alacsony frekvencia eltérésnél szintén nem tud belockolni, ezért lassan oszcillálni fog a referenciafrekvencia körül a beállítandó ω<sub>2</sub>. | |||
==10. Mit jelentenek a következő betűszavak: ISM, FSK, FM, RF, PLL?== | ==10. Mit jelentenek a következő betűszavak: ISM, FSK, FM, RF, PLL?== | ||
* '''ISM:''' Industrial Scientific and Medical - | * '''ISM:''' Industrial Scientific and Medical - Szabad felhasználású (előzetes engedélyezéshez nem kötött) frekvenciasávok, (pl.: a laboron használt 900 MHz körüli sáv) | ||
* '''FSK:''' Frequency Shift Keying (ferekvenciabillyentyűzés) - A vivő frekvenciájának két fix érték közötti kapcsolgatásával létrehozott digitális modulációs eljárás. | * '''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. | * '''FM:''' Frequency Modulation - Olyan modulációs eljárás, ahol a moduláló jel a vivőhullám pillanatnyi frekvenciájával áll kapcsolatban. | ||
| 79. sor: | 120. sor: | ||
==11. Ismertessen egy egyszerű frekvenciadiszkriminátor megvalósítást!== | ==11. Ismertessen egy egyszerű frekvenciadiszkriminátor megvalósítást!== | ||
[[ | [[File:Labor2 kép31.jpg]] | ||
A frekvenciában modulált <math>s_{FM}(t)</math> 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 <math>V_0 (t)</math> arányos | A frekvenciában modulált <math>s_{FM}(t)</math> 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 <math>V_0 (t)</math> arányos lesz <math>s_{FM}(t)</math> bemeneti jelnek a sávközépfrekvenciától való eltérésével (ezt az információt szerettük volna a demodulációval visszakapni). | ||
==12. Mi az a csillapítótag? Rajzoljon fel egy asszimmetrikus csillapítótag megvalósítást!== | ==12. Mi az a csillapítótag? Rajzoljon fel egy asszimmetrikus csillapítótag megvalósítást!== | ||
==13. Mi az a | 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. | |||
"L" tag [http://wiki.ham.hu/index.php/Csillap%C3%ADt%C3%B3 HamWiki] | |||
[[File:Csillapito_L.gif|250px]] | |||
Ismerünk ugyebár PI és T tagot még jelek1-ből, amik szimmetrikusak, mivel teljesen mindegy, hogy melyik oldala a bemenet, és melyik a kimenet, az szépen impedanciahelyesen leosztja a feszültséget. Az L tag viszont csak egyik irányban működik helyesen (ahogy a képen most van), ha megfordítjuk a be-kimenetet akkor már nem fogja leosztani a feszültséget. Ezért ez asszimmetrikus tag. | |||
Előnye viszont, hogy kevesebb alkatrész kell hozzá. | |||
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. | |||
Fáziszajjal terhelt szinusz spektruma: | |||
[[File:phase_noise01.gif]] | |||
== | ==17. Hogyan mérné meg egy DDS üzemi frekvenciatartományát?== | ||
"0" üzemmódban folyamatosan növelném az "A" kódszó értékét, közben a kimenetén mérném a frekvenciát. | "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 | |||
* OOK: | * '''AM:''' Amplitude Modulation (amplitudómoduláció) - Olyan analóg moduláció, az A(t) időfüggő értéke hordozza az információt. | ||
* ASK: Amplitude Shift Keying | * '''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: <math>B=2 \cdot (f_D+B_m)</math>, ahol <math>B_m</math> a moduláló jel sávszélessége. | |||
Ez durvább becslés, mint az egyébként szinusz esetére adott. | |||
== | ==20. Mit jelentenek a következő betűszavak: dBm, dBµ, dBc?== | ||
* '''dBm:''' Az 1 mW-ra vonatkoztatott teljesítményviszony dB-ben mérve. | |||
* '''dBµ:''' Az 1 mikroV-ra vonatkoztatott feszültségviszony dB-ben mérve. | |||
* '''dBc:''' A vivőhullámra (carrier) vonatkoztatott jelszintviszony dB-ben mérve. | |||
[[ | [[Kategória:Villamosmérnök]] | ||