Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

Кафедра

«Методы и приборы неразрушающего контроля»

Дисциплина

«Компьютерные технологии в приборостроении»

Отчёт по лабораторным работам № 1 - №3

«Разработка программной модели обработки радиосигналов»

Выполнил:
Факультет: АИТ	дата, подпись
Гр. ПБ-713
Проверил:		Чурова В.В.
	дата, подпись

Санкт-Петербург

2021

Содержание

Цели работы 3

Разработка программной модели обработки радиосигналов 3

Разработка модели перестраиваемого генератора помех 5

Разработка модели блока цифровой фильтрации 7

Выводы 8

Приложение 1. 9

Цели работы

Данная работа имеет несколько целей, которые достигались последовательно, а именно:

1. Разработка программной модели обработки радиосигналов.

2. Разработка модели перестраиваемого генератора помех.

3. Разработка модели блока цифровой фильтрации.

Разработка программной модели обработки радиосигналов

Первоначально необходимо было разработать схему, состоящую из трех независимых генераторов в соответствии с блок-схемой, представленной на рисунке 1.

Рисунок 1 – блок-схема модели

Вид панели прибора, разработанный в соответствии с данной блок-схемой, приведен на рисунке 2 – это блоки под названием «Служебные переключатели» и «Генератор 1-3», а также экраны «Сигнал» и «Спектр сигнала», представленные на рисунке 3. На этих экранах отображен результат включения всех трех генераторов одновременно. В блоке «Служебные переключатели» расположен элемент, с помощью которого можно задавать количество отсчетов, которые влияют на плавность графиков. Общий вид внутренней схемы прибора будет приведен в конце отчета по лабораторной работе, в приложении.

Рисунок 2 – Вид расположения переключателей на лицевой панели прибора

Рисунок 3 – Экраны для вывода графической информации на лицевой панели прибора

Разработка модели перестраиваемого генератора помех

В соответствии с блок-схемой, приведенной на рисунке 4, в данном разделе лабораторной работы разрабатывался генератор помехи, которая влияла на общий сигнал от трех генераторов, а также фильтра для этой помехи.

Рисунок 4 – блок-схема генератора помехи и ее фильтра

Лицевая панель, со всеми необходимыми органами управления представлена на рисунке 2 блоком «Блок параметров шума и фильтра шума». Данный блок позволяет независимо включать и отключать помеху и ее фильтр, тем или иным образом влияя на сигнал. Результаты включения помехи представлены на рисунке 5, а последующее включения фильтра помехи – на рисунке 6.

Рисунок 5 – Влияние помехи на общий сигнал от генераторов

Рисунок 6 – Отсечение помехи и выявление полезного сигнала

Разработка модели блока цифровой фильтрации

Данный этап, заключительный в разработке прибора, не был сопровожден блок-схемой, однако была поставлена задача, что пользователь должен иметь выбор из трех вариантов фильтров (Бесселя, Баттерворта и Чебышева) и четырех вариантов АЧХ фильтра (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ). Все это было реализовано в блоке «Блок параметров фильтра сигнала», который показан на рисунке 2.

В качестве примера работы фильтра можно привести работу полосового фильтра. Для большей наглядности был добавлен «строб», ширина которого равна полосе пропускания полосового фильтра. Подведя данный «строб» под один из сигналов на спектрографе, на экране над ним отобразится выбранный «стробом» сигнал, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7 – Выбор определенного сигнала с помощью полосового фильтра

Выводы

В ходе лабораторной работы была разработана программная модель обработки радиосигналов. Данная модель позволяет синтезировать сигнал путем сложения трех синусоидальных гармоник, симулировать включение и фильтрацию шума, примешивающегося к полезному сигналу, а также последующую фильтрацию и анализ сигнала.

Приложение 1.

Рисунок 8 – Структурная схема прибора