Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы icon

Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы




Скачати 58.39 Kb.
НазваЛабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы
Дата конвертації24.11.2012
Розмір58.39 Kb.
ТипЛабораторная работа
1. /Лабораторна работа ь3.doc
2. /Лабораторная работа ь1 .doc
3. /Лабораторная работа ь2.doc
Лабораторная работа 3: Пассивная режекторная схема с нагрузкой. Цель работы
Лабораторная работа Введение в спектральный анализ Цель работы
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы

Лабораторная работа 2. Спектральное представление сигналов.


Цель работы.

Цель моделирования, выполняемого в этой работе, состоит в демонстрации характеристик гармоник сигнала с помощью анализатора спектра и ваттметра. Теоретически синусоидальные сигналы представляются одной спектральной линией на графике зависимости амплитуды от частоты. При искажении исходного сигнала появляются дополнительные гармоники, отличные от основной. Математически, складывая мощность каждой гармоники с мощностью основной гармоники, можно восстановить весь исходный сигнал.

Другие формы сигнала, такие как, прямоугольная, треугольная и пилообразная содержат в себе бесконечное количество гармоник, сложение которых, дает форму сигнала, его амплитуду и частоту. Сколько бы ни было параметров у сигнала, спектральный анализ является основным средством для изучения отдельных его компонентов. В лабораторной работе 9 применяется спектральный анализ амплитудно-модулированного сигнала.

Сигнал пилообразной формы может быть представлен суперпозицией бесконечного количества синусоидальных сигналов, частоты которых кратны основной частоте. Амплитуда и мощность этих синусоид уменьшаются с увеличением их частоты. Ряд Фурье пилообразного сигнала выглядит следующим образом:



При вычислении среднеквадратического значения напряжения гармоник будем пользоваться формулой:





Основная частота:




Хотя ƒ0 могла бы описывать несущую частоту сигнала прямоугольной формы без учета сложения нечетных гармоник, в данном случае это просто синусоида. Частота второй гармоники равна 3ƒ0, третьей - 5ƒ0 и т.д.. По мере добавления каждой гармоники, форма сигнала становится более похожей на прямоугольную. Идеальный сигнал прямоугольной формы включает в себя бесконечное количество нечетных гармоник.

Например, если несущая частота прямоугольного сигнала 1 кГц, тогда 3ƒ0 = 3 кГц, 5ƒ0 = 5 кГц, 7ƒ0 = 7 кГц. В таком случае ряд Фурье выглядит как:




В данном случае напряжение, будем вычислять по формуле:




Так как амплитуда гармоник высоких порядков во много раз меньше амплитуды несущей частоты, то вычисление гармоник, как правило, происходит до 5-го порядка.

Используемые компоненты

Резистор: 1 кОм


Оборудование.

«Генератор функций» (Function Generator)

Осциллограф (Oscilloscope)

Ваттметр (Wattmeter)

Анализатор спектра (Spectrum Analyzer)


Рабочие формулы.

Мощность в ваттах

(2-1)


Напряжение гармоники прямоугольного сигнала n-го порядка


(2-2)


(2-3)


Напряжение гармоники пилообразного сигнала n-го порядка


(2-4)


(2-5)


Порядок выполнения работы.




Рис. 2-1


  1. Соберите схему, изображенную на рисунке 2-1. Подсоедините «генератор функций», осциллограф, ваттметр и анализатор спектра. При подключении ваттметра помните, что клеммы, обозначенные V, подключается параллельно с нагрузкой, а клеммы, обозначенные I, – последовательно с нагрузкой.

  2. Дважды щелкните на осциллографе, для настройки его параметров. Установите масштаб Time Base (Временная ось) равным 50 µs/Div, установите значение Channel 1 (Канал 1) равным 10 V/Div. Выберите режим автоматического запуска (Auto Triggering) и режим пропускания постоянной составляющей сигнала (DC coupling).

  3. Дважды щелкните на «генераторе функций», для настройки его параметров. Выберите Frequency (Частота) = 10 кГц, Duty Cycle (Производительность) = 50%, Amplitude (Амплитуда) = 10 V, Offset = 0, Выберите Square Wave (Прямоугольная форма).

  4. Двойным щелчком на анализаторе спектра откройте его дисплей. Выделите Set Span. Установите Start (Начало) = 10k, End (Конец) = 100k и Amplitude (Амплитуда) = Lin. Нажмите Enter.

  5. Начните моделирование.

  6. Два раза щелкните на осциллографе и убедитесь, что значение амплитуды равно 10V.

  7. Дважды щелкните на анализаторе спектра. Сдвиньте вертикальный маркер в левую часть окна и измерьте частоту и амплитуду несущего сигнала с частотой 10 кГц. Эти значения будут отображаться в левом нижнем углу окна. Рассчитайте общую мощность в мВт, используя формулу (2-1).

  8. Вычислите предполагаемое среднеквадратическое (rms) напряжение по формуле (2-3). Рассчитайте предполагаемую мощность. Проделайте такие же измерения и вычисления для 3-ей и 5-ой гармоник. Увеличьте мощность 3-ей и 5-ой гармоник и вычислите суммарную мощность. Сверьте полученные результаты, нажав два раза на Wattmeter. Полученные результаты занесите в таблицу 2-1.

  9. Два раза нажмите на Function Generator (Генератор функций) и выберите Triangle Waveform (Треугольная форма сигнала).

  10. Понаблюдайте за экраном в окне Oscilloscope (Осциллограф).

  11. Опишите спектр, включающий множество гармоник.

  12. Ещё раз дважды нажмите на Function Generator и выставьте производительность равным 80%. Понаблюдайте за дисплеемOscilloscope (Осциллограф) отмечая изменения формы сигнала.

  13. Два раза щелкните на Spectrum Analyzer (Спектральный Анализатор) и понаблюдайте за спектром пилообразной формы сигнала.

  14. Заполните таблицу 2-2 для пилообразной формы сигнала.


Предполагаемый результат.




Рис. 2-2. Частотный спектр сигнала прямоугольной формы частотой 10 кГц.


Данные для лабораторной работы 2.





Измеренная частота (Гц)

Измеренное среднеквадратическое напряжение (В)

Измеренная мощность (мВт)

Предполагаемое среднеквадратическое напряжение (В)

Предполагаемая мощность (мВт)

f0
















f3
















f5
















Таблица 2-1. Результаты для сигнала прямоугольной формы.


Общая мощность в мВт (измеренная)______________________


Показания общей мощности в мВт с Ваттметра____________






Измеренная частота (Гц)

Измеренное среднеквадратическое напряжение (В)

Измеренная мощность (мВт)

Предполагаемое среднеквадратическое напряжение (В)

Предполагаемая мощность (мВт)

f0
















f2
















f3
















Таблица 2-2. Результаты для сигнала пилообразной формы.


Общая мощность в мВт (измеренная)______________________


Показания общей мощности в мВт с Ваттметра____________


Дополнительное задание.


Дважды щелкните на Function Generator. Выберите сигнал треугольной формы при частоте равной 1 кГц, амплитуде равной 5 В, а значение производительности поставьте 50%. Повторите пункты 2-5 для измерения характеристик.



Схожі:

Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconПрактикум по программированию Лабораторная работа №3 Лабораторная работа №3 Обработка естественного языка
Цель: познакомиться с основными понятиями исчисления высказываний; изучить понятие правило вывода, научиться строить правила вывода...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №4 Измерение магнитострикции ферромагнетика
Цель работы: определение продольной магнитострикции никеля в зависимости от амплитуды напряженности магнитного поля
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №5 Исследование характеристик триода Цель работы: Снятие зависимостей и. Определение статических параметров лампы. Последовательность выполнения работы
После проверки схемы преподавателем поставить рубильник в положение Меняя напряжение на сетке от –6В до +6В через iв и поддерживая...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа исследование последовательного колебательного контура цель работы: Снять завиcимость тока и напряжения на элементах контура от частоты
Цель работы: Снять завиcимость тока и напряжения на элементах контура от частоты
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №2 микроскоп и техника микроскопирования цель работы: изучить структуру и принцип работы светового микроскопа; определение разрешающей способности микроскопа
Эти приборы позволяют получать в сотни раз (световые микроскопы) и десятки-сотни тысяч раз (электрон­ные микроскопы) увеличенное...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №8 Описание связей между классами по дисциплине " авпз "
Цель работы. В данной лабораторной работе определяются связи между классами, участвующими в варианте использования "Ввести новый...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №3. Статистические методы планирования экспериментов при идентификации систем управления
...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №1 исследование работы выпрямителя цель работы: ознакомление с физической сущностью процессов, происходящих в выпрямителе
ИЕ» поставить в положение 1 Соединить клеммы «контр. Сигнал» и «выход». При этом на вход осциллографа подается сигнал U=2,5 В; Uм=2...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconПрактикум по программированию Лабораторная работа №1-2. Лабораторная работа №1-2 Основы алгоритмизации: способы описания алгоритмов
Цель: изучить способы описания алгоритмов; научится записывать словесные алгоритмы и алгоритмы в виде блок-схем; научится создавать...
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №4 «Создание многопоточных приложений в ос windows» Цель: Приобрести навыки написания простого многопоточного приложения в ос windows Порядок выполнения работы
Создать многопоточное приложение, описанное в разделе «Пример создания многопоточного приложения в Delphi»
Лабораторная работа Спектральное представление сигналов. Цель работы iconЛабораторная работа №2 Двойственная задача линейного программирования по дисциплине: " Математические методы исследования операций "
Цель работы: получить навыки в переходе к двойственной задаче линейного программирования и решении задач линейного программирования...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи