- •4. Лабораторное задание
- •Часть 1. Спектральный анализ и синтез периодических и непериодических импульсных сигналов
- •4.1. Исследование спектров периодических
- •4.2. Исследование спектров непериодических
- •4.3. Спектральный синтез периодических
- •Часть 2. Спектральный анализ модулированных
- •Модуляция бигармоническим колебанием
- •Модуляция периодической последовательностью прямоугольных импульсов (спектр периодической последовательности радиоимпульсов)
- •Модуляция прямоугольным импульсом (спектр радиоимпульса)
- •4.5. Исследование спектров сигналов с угловой
- •Спектр частотно-модулированных колебаний
- •Спектр фазомодулированного колебания
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Литература
4. Лабораторное задание
Часть 1. Спектральный анализ и синтез периодических и непериодических импульсных сигналов
4.1. Исследование спектров периодических
ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ
4.1.1. В главном меню выбрать режим «Спектральный анализ периодических импульсных сигналов». Внимательно прочитать теоретический материал.
4.1.2. Для продолжения работы нажать зеленый треугольник внизу справа (при нажатии аналогичного треугольника внизу слева происходит возврат к началу). В открывшемся окне формируются поля с соответствующей системой координат для отображения графика сигнала и двух графиков спектральных характеристик. Изучить и записать назначение значков в пиктограммном меню, пользуясь рис.1 и информацией на дисплее. Функции значков, т.е. объекты, вызываемые с их помощью, высвечиваются при установке указателя мыши на значок. Ознакомиться с остальной информацией, отображаемой на экране.
Рис. 1. Графический интерфейс
4.1.3. Запустить функцию «Загрузить из файла». Выбрать файл PP_01_Rect_Pulse_10_50. spp.
Определить вид сигнала, проанализировать и зарисовать его график. Отметить на графике величины амплитуды, периода и длительности.
4.1.4. Установить состояния «Режим [A, B]» и «Частоты [0…f]». Нажать кнопку «Расчет». Компьютер рассчитывает спектр сигнала и отображает на экране графики икоэффициентовиряда Фурье в установленном диапазоне частот. Спектр отображается в виде совокупности отрезков прямых линий, величины которых равны значениям коэффициентови, а местоположение на оси частот – частотам-х составляющих, то есть частотам, где– частота следования видеоимпульсов.
Зарисовать графики спектра (установив необходимый масштаб по оси ) с обозначением цифровых данных на осях,и. Определить ширину основного лепестка спектра.
Объяснить связь параметров спектра с параметрами сигнала.
4.1.5. Установить состояния «Режим [A, B]» и «Частоты [−f…f]». Нажать кнопку «Расчет». При этом на экране отображаются графики икоэффициентов ряда Фурье, представленного в комплексной форме.
Зарисовать графики спектра. Определить и записать значения амплитуд составляющих и, при= –1 и 1, определить их частоты. Объяснить, почему на графике появились составляющие в областии почему амплитуды полученных составляющих в два раза меньше амплитуд соответствующих составляющих, полученных при выполнении предыдущего пункта.
Получить выражения для A(f) и B(f) в комплексной форме путем преобразования формулы и привести их в отчете.
4.1.6. Установить состояния «Режим [Mod., Ph]» и «Частоты [0…f]». Нажать кнопку «Расчет». При этом на экране отображаются графики амплитудного и фазовогоспектров сигнала. Графики отображаются в виде отрезков прямых линий, величины которых равны значениям амплитуди начальных фаз -ых гармонических составляющих ряда Фурье.
Зарисовать графики спектра. Определить ширину основного лепестка амплитудного спектра. Сравнить отображаемый на экране спектр со спектром, полученным в п. 4.1.4.
4.1.7. Установить состояния «Режим [Mod., Ph]» и «Частоты [−f…f]». Нажать кнопку «Расчет». При этом на экране отображаются графики и, соответствующие ряду Фурье в комплексной форме. Сравнить их с графиками, полученными в п. 4.1.5.
Графики спектров не рисовать.
4.1.8. Запустить функцию «Загрузить из файла». Выбрать файл PP_04_Rect_Moved_Pulse_20_100. spp.
Определить вид сигнала, проанализировать и зарисовать его график. Отметить на графике величины амплитуды, периода и длительности. Обратить внимание на отличие данного сигнала от сигнала, рассмотренного при выполнении предыдущих пунктов работы.
Выполнить пункты 4.1.4, 4.1.5, 4.1.6 и 4.1.7.
Объяснить отличия формы и параметров спектров данного сигнала от спектров предыдущих сигналов, связав эти отличия с параметрами сигналов.
4.1.9*. Выполнить (при наличии времени) пункты 4.1.4 и 4.1.6 для сигнала PP_07_Odd_Pulse_20_100. spp.
Нажать кнопку «Очистка».