本實驗室教程討論了一個(ge) 典型的本科電子實驗室練習(xi) ，以及如何使用 Moku:Go 有效地進行練習(xi) ，以教授 AM 無線電接收器和鎖定放大器的基礎知識。
使用鎖定放大器構建AM無線電接收器
本實驗室教程討論了一個(ge) 典型的本科電子實驗室練習(xi) ，以及如何使用 Moku:Go 有效地進行練習(xi) ，以教授 AM 無線電接收器和鎖定放大器的基礎知識。
Moku:Go 在一台高性能設備中結合了 10 多種實驗室儀(yi) 器，具有 2 個(ge) 模擬輸入、2 個(ge) 模擬輸出、16 個(ge) 數字 I/O 引腳和可選的集成電源。
本實驗的目的是介紹 AM 無線電接收器的基礎知識並演示使用鎖相放大器的基礎知識。 您將使用 Moku:Go 的鎖定放大器、數字濾波器盒和頻譜分析儀(yi) 儀(yi) 器以及集成電源來設計和優(you) 化 AM 無線電接收器。
調幅 (AM) 收音機雖然在很大程度上被調頻 (FM) 收音機所取代，但它仍然是一種通過無線電波傳(chuan) 輸信息的非常有用的方法。 在本實驗中，您將設計和實現 AM 無線電接收器。 您將學習(xi) 查找本地 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 Spectrum Analyzer 儀(yi) 器在澳大利亞(ya) 堪培拉采集的 AM 無線電信號。
背景
調幅收音機
在 AM 無線電中，信號的幅度被調製； 這與(yu) 調製信號頻率的 FM 收音機相比較。 這種差異可以在圖 2 中看到，其中波的幅度在 AM 調製波形中明顯變化，而在 FM 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) AM 廣播電台在 535 kHz – 1605 kHz 範圍內(nei) 工作，因此與(yu) 88 – 108 MHz 範圍內(nei) 的 FM 相比，它通常具有更長的範圍，但它更容易受到噪音的影響，並且與(yu) 音樂(le) 相比更適合談話廣播- 基於(yu) 廣播節目。
AM 收音機通過使用消息信號（音頻信號）調製的正弦載波進行操作；此音頻是正在發送的信息。在這種類型的調製中，載波的幅度會(hui) 被消息信號改變（因此稱為(wei) AM）。
對應於(yu) 特定無線電台的調製信號可以清楚地視為(wei) 頻域中的尖峰（例如圖 1），盡管在時域中通常很難看到。 Moku:Go 的 FIR 濾波器生成器允許我們(men) 在廣播電台周圍設置一個(ge) 窄帶通濾波器，從(cong) 而消除電台以外的幾乎所有信號。
圖 3 中可以看到一個(ge) 示例，其中 FIR 濾波器生成器挑選出大約 600 kHz 的 AM 無線電台。用語音信號調製的 AM 載波可以在藍色跡線中清楚地看到。紅色軌跡（天線輸入）表明，如果沒有窄帶通，就不可能選擇這個(ge) 或任何其他廣播電台；事實上，信號完全由截取屏幕截圖的辦公室中可調光 LED 照明的 ~25 kHz 開關(guan) 控製。
為(wei) 了接收然後收聽消息信號，需要無線電接收器接收特定的AM無線電頻率並將其解調以從(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。
接收器通過使用無線電天線來檢測無線電波； 但是，該信號通常相對較弱，因此需要一個(ge) 射頻放大器來增強信號，以便對其進行進一步處理。 由於(yu) 天線將捕獲所有可能的頻率，因此需要調諧器來找到所需的特定頻率。
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。根據所使用的電感和電容，電路將以特定頻率諧振。 高於(yu) 和低於(yu) 該諧振頻率的所有其他頻率都將被阻止。 可以將消息信號整流為(wei) 僅(jin) 提供直流信號，並通過二極管和旁路電容器從(cong) 載波中解調。 然後可以放大消息單並將其發送到揚聲器、耳機等。
鎖相放大器是一種功能強大的設備，可以將調製信號從(cong) 嘈雜的背景中分離出來，在我們(men) 的例子中，從(cong) 信號陣列中分離出特定的 AM 信號。這意味著鎖定放大器可以用作無線電接收器，因為(wei) 它包含無線電接收器的幾個(ge) 關(guan) 鍵組件。
Moku:Go 的鎖相放大器能夠通過使用相敏檢測器 (PSD) 來解調調製信號，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。它可以跟蹤與(yu) 參考信號的任何差異，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，生成兩(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設置為(wei) 直流。
然後，混合信號通過一個(ge) 低通濾波器發送，該濾波器去除調製信號的交流分量。這隻留下與(yu) 信號幅度成比例的直流信號，然後可以使用直流放大器放大信號。
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。幅度R可以通過坐標之間的轉換得到。對於(yu) AM 信號，隻需要幅度或 R（在極坐標中）；信號的相位可以忽略。
• 查找並詳細列出您所在地區當前的 AM 電台列表。
• 你認為(wei) 哪個(ge) 信號最強？ 為(wei) 什麽(me) ？
• Moku:Go[x2]
• 天線
• 揚聲器
• 低噪聲放大器（可選）
• 鱷魚夾
1.確保您已將最新版本的 Moku: 桌麵国产成人在线观看免费网站程序 [2] 下載到您的計算機上。
2.將磁性電源適配器插入每個(ge) Moku:Go 並等待前麵的 LED 變為(wei) 綠色。
3.這些第一步將解決(jue) Moku:Go #1 的配置。
4.將天線連接到 Moku:Go 的輸入 1，如圖 6 和圖 7 所示。
• 雙擊頻譜分析儀(yi) 。 找到 AM 範圍並隨意平均頻譜以改進圖表。
• 找到最占主導地位的 AM 無線電信號頻率，您可以通過添加跟蹤光標來做到這一點。
• 信號應在小於(yu) 2 MHz 的範圍內(nei) 。圖 8 顯示了頻譜分析儀(yi) 和設置配置的示例。
將您的揚聲器連接到 Moku:Go #1 的輸出 1。
• 返回儀(yi) 器選擇屏幕並雙擊鎖定放大器。 打開示波器部分，確保您可以看到 A 和 B。
• 將探頭 A 添加到輸入 1（天線）
• 將探頭 B 添加到輸出 1（揚聲器）
• 鎖定放大器儀(yi) 器頁麵的示例可在圖 9 中查看。
將本地振蕩器更改為(wei) 您最主要的 AM 信號的頻率。 首先將低通濾波器設置為(wei) 12 kHz。 根據需要更改為(wei) 極性並更改增益。 您可能需要更改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。 小心不要使信號飽和。 圖 10 給出了本地堪培拉地區的各種變量的示例設置。
將揚聲器連接線移至 Moku:Go #2 的輸出 2。 將電纜從(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。
返回主屏幕並雙擊 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。
將探頭 A 添加到輸入 2，將探頭 B 添加到輸出 2。首先，將濾波器更改為(wei) Bessel 帶通濾波器並根據需要更改增益。 改變頻率以僅(jin) 隔離消息信號，即音樂(le) 或聲音，從(cong) 而嚐試去除低頻噪聲。 嚐試瞄準由音樂(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。
在天線和 Moku:Go #1 的輸入 1 之間連接低噪聲放大器。 要為(wei) 低噪聲放大器供電，請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。
確保它連接到 PPSU2 或類似的 12 V 電源。 單擊菜單按鈕打開電源並將電壓設置為(wei) 12 V。可能的電源彈出窗口類似於(yu) 圖 16。
根據需要更改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。
嚐試改變你所在地區的其他 AM 信號，你能通過改變 Lock-in Amplifier 和 Digital filter Box 中的變量來優(you) 化你的音質嗎？
本實驗室探索在 Moku:Go 上將鎖定放大器用作 AM 無線電接收器。 鎖定放大器是學生探索如何從(cong) 嘈雜的背景中解調信號的強大工具。 此外，學生還能夠學習(xi) 如何使用許多其他工具進一步提高信號清晰度。
通過 Moku：国产成人在线观看免费网站程序中的屏幕截圖或文件共享，可以輕鬆完成結果的發布和報告。 您可以通過單擊屏幕頂部的雲(yun) 圖標來執行此操作。
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