ניסוי מס'-7

מטרת הניסוי:- היא ליצור אות מאופנן FM בעזרת VCO מתנד מבוקר מתח.                  

אפנון תדר (FM: Frequency Modulation),

 הוא שיטת אפנון שבה מידע מיוצג באמצעות שינויים בתדר של הגל הנושא.

 (בהשוואה ל-AM שבו המשרעת של הגל הנושא משתנה והתדר נשאר קבוע).

בגלל שינויי התדר, השימוש ב-FM דורש רוחב סרט גדול יותר לעומת ה-AM.

עם זאת, משום שהרעשים בדרך-כלל פוגעים במשרעת של הגל ולא בתדר שלו, לא חלה פגיעה בייצוג של האות המקורי. לפיכך מקלטי FM חסינים יותר להפרעות, ולשינויים בעצמת (משרעת) האות הנקלט. תוצאה נוספת של תכונה זו היא שמקלטי FM מסוגלים לקלוט בבירור את האות החזק מבין שתי תחנות המשדרות באותו תדר (תופעה הנקראת "תופעת הלכידה").

ביישומים אנלוגיים, תדר האות הנושא משתנה בתלות בשינויים בעוצמת אות המידע. ביישומים דיגיטליים ניתן לקבוע את תדר האות הנושא לכל תדר מקבוצה מסוימת של תדרים בתלות באות המידע (שיטה הידועה כ- Frequency-Shift keying או בקיצור FSK; בעברית: מפתוח זיזת תדר).

דיגרמת מלבינים של אות מאופנון FM:-

מכשירים בשמוש:-

1.ערכת תקשורת

2.משקף התנודות-מציג את האותות במישור הזמן.

מהלך הניסוי:-

בניסוי הזה אנו מאפננים אותות שונות באפנון אות FM, אות רבועי,אות דיבור ואות סינוסי.

אפנון FM בעזרת אות מידע ספרתי:-

אות המידע הספרתי הנו בתדר של 2K הרץ, חברנו אותו לכניסת המתנד המבוקר מתח, וגם לכניסת ערוץ-1,ובערוץ-2 מחברים את המוצא של הרכיב המאפנן(VCO) .
מכוונים את תדר המתנד ל-50K הרץ.

תדר ה-VCO:-

התוצאות:-

ערוץ-1 אות מאפנן ספרתי:-

ערוץ-2 אות מאופנן:-

אות מאופנן בהשוואה עם אות המבוא:-

אות המאופנו שקבלנו יש שני אותות סינוסים  מחזורים ורציפים,כל אחד בתדר שונה ,שני התדרים השונים קבלנו כתוצאה משתי הרמות השונות באות המידע הריבועי,רמה גבוהה ורמה נמוכה.
ערך הזמן המינימאלי= 0.05m sec

ערך הזמן המקסימאלי=0.3m sec
התדר המקסימאלי מתקבל על ידי הזמן המינמאלי ,והתדר המנימאלי מתקבל על ידי הזמן המקסימאלי,לפי הקשר:-
F=1/T

התדר המקסימאלי=20K הרץ.
התדר המינמאלי=1/3 3 K הרץ.

אפנון FM בעזרת אות דיבור:-

מנתקים את חיבור האות הספרתי ומחברים במקומו את יציאת המיקרופון  וצופים במסך משקף התנודות ,האות המאופנן בהשוואה עם אות הדיבור.

התוצאה:-

אפנון FM בעזרת אות מידע ססינוסאוידאלי:-
כעת מחברים אות סינוסי בתדר 2Kהרץ.

התוצאות:-
האות המאפנן:-

האות מאופנן:-

אם מסובבים את בורר ההגבר של המתנד המבוקר מתח  לשמאלה עד הסוף ,מקבלים בסוף אות סינוסי שהוא בעצם האות המאפנן, כוון שהקטנת הגבר האות המאפנן עד אפס מאפסת אותו ,ובכך לא מבצעים אפנון לאות המבוא.

התוצאה לסיבוב הבורר:-

קריאת אות מאופנן באות סינוסי,לפי האיור הבא:-

לפי החשובים שבצעתי בעזרת המשביצות של המסך ששוה ל-20 מיקרו שניה:-

ערך הזמן המינימאלי=88 מיקרו  שניה.

ערך הזמן המקסימאלי=124 מיקרו שניה.

אז לפי הקשר הנ"ל בין התדר לבין הזמן :-

התדר המינמאלי=8.064K הרץ

התדר המקסימאלי=11.36Kהרץ.

*** התדר המינימאלי -מהתדר המקסימאלי=2*סטיית התדר המירבית

על סמך זה יוצא לנו שסטית התדר המירבית שווהל-1.649K הרץ.

מסקנות:-

- האות המאופנן FM בעזרת אות רבועי, הנו אות סינוסי בשני תדרים שונים,בהתאם לשינוי רמות המתח של אות המידע.

-האות המאופנן בעזרת אות סינוסאוידאלי, האות המאפנון שמקבלים הינו אות מורכב מאינסוף הרמוניות ובתדרים שוינים.

-VCO הנו מתנד מבוקר מתח שמאפנן את האותות בכל סוגן והתוצאות שמקבלים הם אחלה של תוצאות,שאפשר לצפות בתוצאות בעזרת משקף התנודות.

-בעזרת משבצות שמחלקות את מסך משקף התנודות אפשר לקרוא את האות שמקבלים,ואפשר לגלות את מאפינו.