Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Кубанский государственный технологический университет
Институт информационных технологий и безопасности
Кафедра компьютерных технологий и информационной безопасности
Отчёт
по лабораторной работе №5
Исследование спектральных характеристик колебаний
по дисциплине
«Электротехника»
Выполнил студент 2 курса
группы 11-ББ-ИБ-3
Благочиннов Е.Д.
Проверил:
профессор Тельнов Г.В.
Краснодар
2013
Цель работы:
Изучить особенности и свойства спектрального анализа периодических сигналов в системе компьютерного моделирования.
Закрепить и совершенствовать практические навыки анализа спектрального состава различных периодических сигналов.
Привить навыки проведения научных исследований и использования измерительных приборов.
Учебные вопросы:
Исследование спектрального состава периодической последовательности прямоугольных импульсов.
Исследование спектрального состава периодической последовательности прямоугольных импульсов при прохождении через дифференцирующую RC цепь.
Исследование спектрального состава периодической последовательности прямоугольных импульсов при прохождении через интегрирующую RС цепь
Исследование спектрального состава периодической последовательности прямоугольных импульсов.
Составим электрическую схему делителя напряжения и подключим к ней измерительные приборы (функциональный генератор однополярных прямоугольных импульсов, осциллограф и вольтметры), как показано на рисунке 1.1.
Контрольные
точки (ноды)
Контрольные
точки (ноды)
ис.
1.1 Схема для исследования спектрального
состава последовательности прямоугольных
импульсов
Установим следующие параметры генератора:
Частота – 10 Гц
Коэффициент заполнения (D) – 50%
Напряжение – 4 В
Ширину спектра определим по формуле:
Для измерения периода входной и выходной импульсной последовательности воспользуемся осциллографом, показания которого представлены на рисунке 1.2.
Длительность
импульса
Период
импульсной последовательности
Выходной
сигнал
Входной
сигнал
Период
импульсной последовательности
(T)
T
Рис 1.2 Осциллограмма входного и выходного сигналов при D=50%
Период импульсной последовательности входного сигнала равен периоду импульсной последовательности выходного сигнала.
Длительности импульсной последовательности входного и выходного сигналов равны.
Скважность сигнала равна:
Для проведения спектрального анализа при частоте генератора 10 и 50 Гц (Фурье - анализа) используем опцию “Analysis".
Спектр исследуемого сигнала при q=2 представлен на рисунке 1.3.
1 Нода
50
Гц
10
Гц
2 Нода
1 Нода
2 Нода
Рис. 1.3 Спектр сигнала при скважности равной 2 и частоте генератора 10 и 50 Гц.
Установим следующие параметры генератора:
Частота – 10 Гц
Коэффициент заполнения (D) – 20%
Напряжение – 4 В
На рисунке 1.4 отображена форма входного и выходного сигналов с экрана осциллографа.
Длительность импульса
Входной сигнал
Период импульсной последовательности (T)
T
Период импульсной последовательности
Выходной сигнал
Рис. 1.4 Осциллограмма входного и выходного сигналов при D=20%
Период импульсной последовательности входного сигнала равен периоду импульсной последовательности выходного сигнала.
Длительности импульсной последовательности входного и выходного сигналов равны.
Скважность сигнала равна:
Для проведения спектрального анализа при частоте генератора 10 и 50 Гц (Фурье - анализа) используем опцию “Analysis".
Спектр исследуемого сигнала при q=5 представлен на рисунке 1.5.