Moku:Go 用於(yu) 大學通信教育。本實驗教程討論了一個(ge) 典型的本科生電子實驗練習(xi) ，以及如何使用Moku:Go教授AM無線電接收器和鎖相放大器的基礎知識。
Moku:go輕鬆助力校園無線電接收實驗的教學
----使用Moku:Go鎖相放大器創建AM無線電接收器
Moku:Go 用於(yu) 大學通信教育
本實驗教程討論了一個(ge) 典型的本科生電子實驗練習(xi) ，以及如何使用Moku:Go教授AM無線電接收器和鎖相放大器的基礎知識。
Moku:Go
Moku:Go將10幾種實驗室儀(yi) 器結合在一個(ge) 高性能設備中，具有2個(ge) 模擬輸入、2個(ge) 模擬輸出、16個(ge) 數字I/O和可選的集成電源。
一． 介紹
本實驗的目的是介紹調幅無線電接收器的基本原理，並演示使用鎖相放大器的基本原理。你將使用Moku:Go的鎖定放大器、數字濾波器、頻譜分析儀(yi) 和集成電源來設計和優(you) 化AM無線電接收器。
調幅(AM)無線電，雖然在很大程度上被調頻(FM)無線電所取代，但它仍然是通過無線電波傳(chuan) 輸信息中非常有用的一種方法。本實驗設計並實現一個(ge) 調幅無線電接收器。可以學習(xi) 到如何找到本地AM無線電頻率，並使用鎖定放大器實現無線電接收器。圖1顯示了使用頻譜分析儀(yi) 在澳大利亞(ya) 堪培拉接收到的AM無線電信號。
圖1 堪培拉地區頻譜分析儀(yi) 的例子
二． 背景
2.1 調幅廣播
在調幅收音機中，信號的振幅是經過調製的；與(yu) 調幅收音機相比，調頻收音機的信號頻率是經過調製的。這種差異可以從(cong) 圖2中看出，在調幅調製波形中，波的振幅明顯變化，而在調頻調製波形中，正弦波的頻率隨時間變化。兩(liang) 種類型的無線電傳(chuan) 輸都有優(you) 點和缺點。商業(ye) 調幅廣播電台工作在535kHz至1605kHz的範圍內(nei) ，因此與(yu) 調頻廣播相比，其覆蓋範圍通常更大在88-108 MHz範圍，但它更容易受到噪聲的影響，與(yu) 基於(yu) 音樂(le) 的廣播節目相比，更適合談話廣播。
圖2 使用Moku:Go上的波形發生器的調幅波形和調頻波形示例。
AM收音機通過使用正弦載波工作，該載波由消息信號(音頻信號)調製；正在發送的信息就是這個(ge) 音頻。在這種類型的調製中，載波的振幅被信息信號被改變(因此稱為(wei) AM)。
特定無線電台的調製信號在頻域中可以清楚地被視為(wei) 尖峰(例如圖1)，盡管在時域中通常很難看到。Moku:Go的FIR濾波器生成器可以幫助我們(men) 在無線電台周圍設置一個(ge) 窄帶通濾波器，去除電台以外的幾乎所有信號。
圖3給出了一個(ge) 例子，FIR濾波器生成器挑選出一個(ge) 大約600 kHz的AM無線電台。藍色軌跡中可以清楚地看到用語音信號調製的AM載波。紅色的軌跡(天線輸入)表明，如果沒有窄帶通，就不可能接收這個(ge) 或任何其他電台；事實上，該信號完全由截圖所在辦公室的可調光LED照明的~25 kHz開關(guan) 控製。
圖3 FIR濾波器生成器將AM廣播電台(藍色軌跡)與(yu) 背景信號(紅色)隔離開來。
為(wei) 了接收和收聽消息信號，無線電接收器需要接收特定的AM無線電頻率並對其進行解調，以從(cong) 消息信號中分離出載波信號。簡單AM無線電接收器的框圖如圖4所示。
圖4 調幅無線電接收器框圖
接收器通過使用無線電天線檢測無線電波來工作；然而，這種信號通常相對較弱，因此需要一個(ge) RF放大器來增強信號，以便進一步處理。由於(yu) 天線將捕捉所有可能的頻率，因此需要一個(ge) 調諧器來找到所需的特定頻率。
圖5 LC電路原理圖示例
2.2 模擬解調
模擬解調調諧器通常由一個(ge) LC(電感電容)電路組成，如圖5所示。根據所用的電感和電容，電路將在特定頻率下諧振。高於(yu) 和低於(yu) 該諧振頻率的所有其他頻率將被阻擋。消息信號可以被整流為(wei) 僅(jin) 給出DC信號，並通過二極管和旁路電容器從(cong) 載波中解調。該信息信號然後可以被放大並發送到揚聲器、耳機等。
2.3 鎖定放大器
鎖定放大器是一種功能強大的器件，可以從(cong) 噪聲背景中分離出調製信號，在我們(men) 的情況下，是從(cong) 一係列信號中分離出特定的AM信號。這意味著鎖定放大器可以作為(wei) 無線電接收器，因為(wei) 它包含無線電接收器的幾個(ge) 關(guan) 鍵部件。
Moku:Go的鎖定放大器能夠通過使用相敏檢波器(PSD)解調調製信號，例如無線電波。它使用與(yu) 載波信號頻率相同的正弦參考信號。它可以跟蹤參考信號的任何變化，因此能夠跟蹤頻率漂移。
PSD將兩(liang) 個(ge) 信號相乘或“混合”在一起，產(chan) 生兩(liang) 個(ge) 信號的和項和差項。所需頻率和參考信號由相同的頻率組成，因此頻率之間的差異為(wei) 零。因此，所需的無線電波信號被設置為(wei) DC。
混合信號然後通過低通濾波器發送，該低通濾波器去除調製信號的交流分量。這僅(jin) 留下與(yu) 信號幅度成比例的DC信號，在這裏，信號然後可以使用直流放大器放大。
輸出幅度可以從(cong) 通過混頻器和低通濾波器發送的信號中找到。這些可以在直角坐標或極坐標中找到。振幅R可以通過坐標之間的轉換得到，其中 。 對於(yu) AM信號，隻需要振幅或R(在極坐標中)；信號的相位可以忽略。
三． 實驗前練習(xi)
找到並詳細列出你所在地區的AM電台列表。你覺得什麽(me) 信號會(hui) 最強？為(wei) 什麽(me) ？
實驗裝置成分：
○ Moku:Go [2x]
○ 天線
○ 揚聲器
○ 低噪聲放大器(可選)1
○ 鱷魚夾
○ 實驗室程序
3.1 第一部分
確保您擁有最新版本的在地址：Moku: desktop app2
將磁性電源適配器插入每個(ge) Moku:去等待前麵的LED變成綠色。
這些最初的步驟將解決(jue) Moku:Go #1的配置問題。
將天線連接到Moku:Go的輸入1，如圖6和圖7所示。
圖6 第一部分照片Moku:去設置
1、常用的30分貝LNA。如需完整的物料清單，請聯係我們(men) 。
2、Moku:Go可以通過三種不同的方式連接到筆記本電腦:以太網、USB-C和Wi-Fi。請參考Moku:Go Quick StartGuide 如何連接你的Moku:去你的電腦。一旦連接，Moku:Go將出現在Windows或MacOS国产成人在线观看免费网站程序的設備選擇屏幕上。
圖7 Moku：go:設置第1部分
雙擊頻譜分析儀(yi) 。找到調幅範圍，並隨意平均頻譜，以改善圖表。
找到最主要的調幅無線電信號頻率，你可以通過添加一個(ge) 跟蹤光標來完成。信號應在小於(yu) 2 MHz的範圍內(nei) 。
頻譜分析儀(yi) 和設置配置的示例如圖8所示。
圖8 如何配置頻譜分析儀(yi)
○ 將您的揚聲器連接到Moku:Go #1的輸出1。
○ 返回儀(yi) 器選擇屏幕，雙擊鎖定放大器。打開示波器部分，確保可以看到A和b。
○ 將探針A添加到輸入1(天線)
○ 將探頭B添加到輸出1(揚聲器)
在圖9中可以看到鎖定放大器儀(yi) 器頁麵的一個(ge) 例子。
圖9 鎖定放大器解調AM廣播電台的示例。上麵(紅色)的軌跡是天線信號，下麵(藍色)的軌跡是音頻。
改變本地振蕩器到你最主要的調幅信號的頻率。首先將低通濾波器設置為(wei) 12kHz。根據需要改變極性和增益。您可能需要改變低通濾波器和增益，以改善信號並產(chan) 生盡可能清晰的聲音。小心不要讓信號飽和。圖10給出了堪培拉地區各種變量的設置示例。
圖10 堪培拉地區鎖定放大器設置示例。
3.2 第二部分
在第2部分中，我們(men) 將使用第二個(ge) Moku:Go作為(wei) 數字濾波器來進一步增強接收到的無線電信號。
將揚聲器連接電纜移至Moku:Go #2的輸出2。將一根電纜從(cong) Moku:Go #1的輸出1連接到Moku:Go #2的輸入2。這種設置可以在圖11和圖12中看到。
圖11 Moku的照片:去設置第2部分
圖12 Moku：go:設置第2部分
返回主屏幕，雙擊Moku:Go #2的圖標。雙擊數字濾波器框。數字濾波器盒界麵如圖13所示。
圖13 數字濾波器盒用戶界麵
將探針A添加到輸入2，將探針B添加到輸出2。首先，將濾波器改為(wei) 貝塞爾帶通濾波器，並根據需要改變增益。改變頻率，僅(jin) 隔離信息信號，即音樂(le) 或聲音，從(cong) 而嚐試去除低頻噪音。試著瞄準音樂(le) 和聲音產(chan) 生的頻率。圖14給出了堪培拉地區的數字濾波器盒變量。
圖14 堪培拉地區的數字濾波器盒示例
3.2 第3部分
將低噪聲放大器連接在天線和Moku:Go #1的輸入1之間。為(wei) 低噪聲放大器供電，將鱷魚夾連接到電源連接和Moku:Go #1的背麵。設置如圖15所示。
圖15 Moku的框圖:設置第3部分
確保它連接到PPSU2或類似的12 V電源。單擊 打開電源，並將電壓設置為(wei) 12 V。電源彈出窗口可能如圖16所示。
圖16 PPSU的例子
根據需要改變數字濾波器盒和鎖定放大器的變量，以產(chan) 生盡可能清晰的信號。
嚐試改變你所在區域的其他AM信號，你能通過改變鎖定放大器和數字濾波器盒中的變量來優(you) 化你的音質嗎？
3.3.1 摘要
本實驗探索在Moku:Go上使用鎖定放大器作為(wei) AM無線電接收器。鎖定放大器是一個(ge) 強大的工具，幫助學生了解如何從(cong) 嘈雜的背景中解調信號。此外，學生還能夠學習(xi) 如何利用許多其他工具進一步提高信號清晰度。
在Moku: App中，通過截屏或文件共享可以輕鬆發布和報告結果。您可以通過點擊屏幕頂部的雲(yun) 圖標來完成此操作。
Moku的好處:Go麵向教育工作者和實驗室助理有效利用實驗室空間和時間易於(yu) 實現一致的儀(yi) 器配置專(zhuan) 注於(yu) 電子設備而非儀(yi) 器設置最大限度地利用實驗室助教的時間個(ge) 人實驗室，個(ge) 人學習(xi) 通過屏幕截圖簡化評估和評級對於(yu) 學生來說各個(ge) 實驗室按照自己的節奏加強理解和保留便攜式，選擇實驗室工作的速度、地點和時間，無論是在家裏、在校園實驗室，甚至是在熟悉的Windows或macOS筆記本電腦環境中進行遠程協作，同時使用專(zhuan) 業(ye) 級儀(yi) 器。
3.3.2 Moku:Go演示模式
您可以在Liquid Instruments網站下載適用於(yu) macOS和Windows的Moku:Go国产成人在线观看免费网站程序。演示模式操作不需要任何硬件，並提供了使用Moku:Go的一個(ge) 很好的概述。
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