Практическая работа № 2 Исследование периодических детерминированных сигналов

Цель работы: Изучение аналитического, временного и спектрального представления периодических сигналов на примере последовательности положительных прямоугольных видеоимпульсов.

Задание № 1. Провести теоретическое исследование последовательности видеоимпульсов с использованием ММ.

1. Записать аналитическое представление исследуемого сигнала, если частота следования видеоимпульсов в последовательности равна F = NкГц, длительность импульса составляет 50% от длительности периода повторения. Амплитуда сигнала равна N вольт. Номер варианта N выбирается как две последние цифры в номере зачетной книжки.

2. Построить осциллограмму исследуемого сигнала в масштабе по осям.

3. Построить теоретически рассчитанный по формулам (1-4) амплитудный спектр сигнала (в масштабе по осям).

Пример выполнения задания 1.

Рис. 16. Пример осциллограммы последовательности прямоугольных видеоимпульсов

Рис. 17. Пример спектра последовательности прямоугольных видеоимпульсов

Задание № 2. Провести теоретическое исследование последовательности видеоимпульсов с параметрами:

1) Частота следования видеоимпульсов в последовательности равна F = 2 N кГц, длительность импульса составляет 50% от длительности периода повторения. Амплитуда сигнала равна N вольт.

2) Частота следования видеоимпульсов в последовательности равна F = N кГц, длительность импульса составляет 20% от длительности периода повторения. Амплитуда сигнала равна N вольт.

3) Частота следования видеоимпульсов в последовательности равна F = N кГц, длительность импульса составляет 50% от длительности периода повторения. Амплитуда сигнала равна 2 N вольт.

Теоретическое исследование ММ сигнала проводится в соответствии с пунктами 1 – 3 задания № 1.

Задание № 3. Провести сравнительный анализ исследованных сигналов.

Результат анализа изложить в письменном виде.

По работе письменно сделать выводы.

Контрольные вопросы.

1. Обосновать возможность представления любого периодического сигнала в виде бесконечного ряда гармонических колебаний.

2. Указать влияние амплитуды, длительности импульсов, частоты следования импульсов на амплитудный спектр и осциллограмму

Лабораторная работа № 1 Исследование периодических сигналов в программном пакете Multisim

Цель работы: Изучение временного и спектрального представления периодических сигналов в программном пакете Multisim.

Задание № 1. Провести исследование временного описания (осциллограммы) и частотного описания (спектра) с использованием ММ гармонического сигнала в программном пакете Multisim.

1. Собрать в программном пакете Multisim схему исследования (см. рис.18).

2. С генератора на резистивную нагрузку (R_н=1 Ом) подать гармонический (синусоидальный сигнал). На генераторе частоту исследуемого сигнала установить F=N кГц, амплитуду сигнала установить равной N вольт, значение постоянной составляющей (Offset) равно 0 вольт. Номер варианта N выбирается как две последние цифры в номере зачетной книжки.

Рис. 18. Схема исследования периодических сигналов

3. Временное описание сигнала (осциллограмму) распечатать (зарисовать) с осциллографа с указанием масштабов по осям.

4. Амплитудный спектр исследуемого сигнала (спектр) распечатать (зарисовать) с анализатора спектра с указанием масштабов по осям.

Задание № 2. Провести компьютерное моделирование гармонического сигнала с положительной постоянной составляющей.

Установить значение постоянной составляющей N вольт.

Компьютерное моделирование ММ сигнала проводится в соответствии с пунктами 2 – 4 задания № 1.

Задание № 3. Провести компьютерное моделирование гармонического сигнала с параметрами:

1) частота F= 3 N кГц, амплитуда сигнала равна N вольт.

2) частота F= N кГц, амплитуда сигнала равна 3 N вольт.

Теоретическое исследование ММ сигнала проводится в соответствии с пунктами 1 – 3 задания № 1.

Задание №4. Провести сравнительный анализ исследованных сигналов.

Сравнить результаты теоретического исследования и компьютерного моделирования гармонического сигнала.

Результат анализа изложить в письменном виде.

Задание № 5. Провести компьютерное моделирование периодической последовательности положительных прямоугольных видеоимпульсов.

Параметры исследуемого сигнала указаны в практической работе № 2. Длительность прямоугольного импульса в генераторе установить равной 50% от длительности периода (Duty cycle = 50).

Параметр смещение (Offset = N Вольт). Пример настроек генератора приведен на рис.19.

(Методика исследования аналогична заданию № 1.3, 1.4).

Задание № 6. Провести компьютерное моделирование последовательности прямоугольных импульсов с длительностью прямоугольного импульса 20% от длительности периода (Duty cycle=20).

Задание № 7. Провести сравнительный анализ исследованных последовательностей прямоугольных видеоимпульсов. Сравнить результаты теоретического исследования и компьютерного моделирования последовательности положительных прямоугольных видеоимпульсов.

Результат анализа изложить в письменном виде.

Рис. 19. Окно выбора параметров исследуемого сигнала

Контрольные вопросы.

1. Изложить методику исследования детерминированных сигналов.