СПЕКТРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИГНАЛОВ НА ВЫХОДЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ
ЗАДАНИЕ 1
На вход транзисторного усилителя воздействует бигармоническое напряжение
u(t)= Um1 cosω1t+Um2 cosω2 t
Вольтамперная характеристика полевого транзистора аппроксимируется полиномом
,
где i_c  - ток стока; u - напряжение на затворе транзистора.
Рассчитать спектр тока и построить спектральную диаграмму для исходных данных таблицы 1.1 Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля
Таблица 1.1

УМНОЖЕНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ
ЗАДАНИЕ 2
Ток в нелинейном резисторе i связан с приложенным напряжением U кусочно-линейной зависимостью
,
где S – крутизна, Uо  - напряжение отсечки.
Найдите постоянную составляющую тока Io и амплитуду первой гармоники протекающего тока (Im1) для входного воздействия в виде напряжения
Uвх(t)= E + Um cos ωot
где Е – напряжение смещения, Um – амплитуда.
Постройте спектральную диаграмму протекающего тока.
Необходимые данные по вариантам возьмите в таблице 2.1.
Номер варианта соответствует последней цифре пароля
Таблица 2.1

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
ЗАДАНИЕ 3.1
На вход модулятора с вольтамперной характеристикой нелинейного элемента вида: 
                    
Подано напряжение: u = -E + UmΩcos(Ωt) + Umωocos(ωot), выходной контур модулятора настроен на частоту ωo и имеет полосу пропускания 2∆ω = 2Ω (на уровне 0,707 от максимума).
Требуется:
1) Изобразить схему модулятора на полевом транзисторе.
2) Вывести в общем виде уравнение для тока, питающего выходной контур модулятора (влиянием сопротивления контура на величину тока пренебречь).
3) Определить коэффициент модуляции m и амплитуду тока Jm1 и записать выражение для амплитудно-модулированного сигнала (по току).
4) Определить коэффициент глубины модуляции по напряжению с учетом влияния колебательного контура.
5) Рассчитать и построить статистическую модуляционную характеристику при изменении смещения от 0 до Еmax (Еmax – значение смещения, при котором Jm1 обращается в ноль).
6) Определить по построенной модуляционной характеристике режим модулятора (E, UmΩ, m) и сравнить с заданным режимом.
Таблица 3.1

ЗАДАНИЕ 3.2
Амплитудный детектор, при воздействии на него слабого сигнала, используется как квадратичный с характеристикой нелинейного элемента вида ic = a2U2, при увеличении амплитуды входного сигнала в 10 раз этот детектор используется как «линейный» с характеристикой:   
               
На детектор в обоих случаях подается напряжение: u(t) = Um[1 + m cos(Ωt)] cos(ωot).
Требуется:
1) Изобразить схему детектора на диоде.
2) Вычислить ток, протекающий через сопротивление нагрузки R для квадратичного и линейного режимов детектирования (Um и 10Um) и изобразить (в масштабе) спектральные диаграммы.
3) Вычислить коэффициент нелинейных искажений при квадратичном детектировании.
Таблица 3.2. Исходные данные

УГЛОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
ЗАДАНИЕ 4.1
Заданно колебание, модулированное по частоте:    
                        
Это колебание можно характеризовать и как колебание, модулированное по фазе, если индекс фазовой модуляции МФ = М, а М – индекс частотной модуляции.
Требуется:
1) Определить для частотной модуляции частоту F, если для всех вариантов девиация частоты одинакова и составляет 50 кГц.
2) Определить для случая М = МФ количество боковых частот и полосу частот, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями.
3) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями при уменьшении модулирующей частоты в n раз.
4) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями, амплитуда модулирующего сигнала увеличится в K раз по сравнению с п.2.
5) Рассчитать и построить для всех случаев спектральной диаграммы с соблюдением масштаба.
Таблица 4.1.

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
ЗАДАНИЕ 5.1
Рассчитать и построить спектр амплитудно-модулированных импульсов, если среднее значение амплитуды импульсов 4 В, амплитуда огибающей 3 В, модуляция осуществляется с частотой 2 кГц, тактовая частота 8 кГц, длительность импульсов 10 мкс (при расчете ограничиться частотами спектра от 0 до 10 кГц).

ЗАДАНИЕ 5.2
Определить число градаций уровней сигнала 7 - разрядной ИКМ (линейной) и величину шума квантования на выходе демодулятора для двух значений тактовой частоты (8 кГц и 16 кГц). Частота сигнала 3 кГц, частота среза фильтра 3.5 кГц, максимальное напряжение на выходе фильтра 2 В.


ЛИТЕРАТУРА
1. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986.
2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1983.
3. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие / Под ред. К.А. Самойло. - М.: Радио и связь, 1982.