ОТС 2 курс 1 семестр / отс 1 лаба

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Факультет базового телекоммуникационного образования

Направление

(специальность) Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кафедра ТОРС

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

«Спектры детерминированных сигналов»

Руководитель Л. В. Адамович

Выполнили ИКТ-92 Ядринцев Сергей

Николай Лазурченко

Баев Евгений

Самара 2020

Цель работы:

Целью работы является анализ спектров детерминированных сигналов: изучение особенностей спектров периодических и непериодических сигналов, изучение зависимости формы и ширины спектра от формы сиг нала и его параметров, ознакомление со спектрами часто встречающихся сигналов. 

Ход работы:

3.3 Исследование спектра гармонического сигнала

3.4 Исследование спектров периодических сигналов

Устанавливаем центральную частоту f₀=0 и значение длительности равной 64. Также уменьшаю значение периода в два раза. Также расчитываем скваженность Q=2

3.4(5) Продолжайте уменьшать величину периода вдвое до тех пор, пока скважность Q не станет равной. Зарисуйте (сохраните) временные и спектральные диаграммы при Q = 2.

Пилообразный периодический сигнал

Т=1024

Т=512

Т=128

Т=256

Прямоугольный периодический сигнал

Т=1024

Т=128

Треугольный периодический сигнал

Т=1024

Т=512

Т=256

Т=128

3.4(6) Не изменяя величины периода, уменьшите длительность вдвое. Рас считайте полученное значение скважности Q. Зарисуйте (сохраните) временные и спектральные диаграммы не изменяя масштаба. 

Пилообразный периодический сигнал

Треугольный периодический сигнал

Прямоугольный периодический сигнал

Вывод: при изменении периода изменяется количество амплитуд в одной гармонике на амплитудном спектре. При изменении длительности изменяется длина гармоник в амплитудном спектре.

3.5 Исследование спектров непериодических сигналов

Установили центральную частоту f₀=0. Тип сигнала одиночный и меняем значения длительности от 1024 до 64

Снимите зависимость ширины спектра ∆F от длительности τ (спосо бы определения ширины спектра сигнала показаны на рис. 3, стр. 7). Зависимость сведите в табл. 1. Если спектр выходит за пределы ок на или, наоборот, получается слишком мелким, измените масштаб отображения (вручную или автоматически, клавишей F7). 

Прямоугольный одиночный сигнал

∆F=130 при Nτ=64

∆F=60 при Nτ=128

∆F=30 при Nτ=256

∆F=16 при Nτ=512

∆F=8,5 при Nτ=1024

Треугольный одиночный сигнал.

∆F=250 при Nτ=64

∆F=125 при Nτ=128

∆F=65 при Nτ=256

∆F=32 при Nτ=512

∆F=16 при Nτ=1024

Пилообразный одиночный сигнал.

∆F=160 при Nτ=64

∆F=80 при Nτ=128

∆F=40 при Nτ=256

∆F=20 при Nτ=512

∆F=10 при Nτ=1024

График:

3.6 Исследование спектров полосовых сигналов

∆F=256 при Nτ=64

∆F=128 при Nτ=128

∆F=64 при Nτ=256

∆F=32 при Nτ=512

∆F=16 при Nτ=1024

Вывод: На ненулевой частоте заполнения, как и на нулевой, с увеличением длительности ширина спектров уменьшается. Форма спектра тоже непрерывная. Основная часть энергии при ненулевой частоте сдвинута от нуля.

3.7 Исследование спектров часто встречающихся сигналов

3.7.1 Исследование спектра сигнала ЛЧМ

При увеличении начальной частоты, ширина спектра уменьшается. При увеличении конечной частоты, ширина спектра увеличивается. Ширина спектра не изменяется.

3.7.2 Гауссовский импульс

С увеличением длительности ширина спектра уменьшается. Меняя центральную частоту, ширина спектра не изменяется, а сам спектр сдвигается на Δf. С увеличением центральной частоты увеличивается число колебаний сигнала.

3.7.3 Функция sinc

С увеличением периода, ширина спектра уменьшается, число колебаний за единицу времени тоже уменьшается

Заключение:

Спектр может состоять как из конечного количества гармоник, так и бесконечного. Причем, чем более «мелкие» «детали» присутствуют в графике s(t), тем шире его спектр и в случае наличия в графике углов и изломов спектр становится бесконечным.

При увеличении периода сигнала появляются новые спектральные составляющие ,а амплитуды всех гармоник уменьшаются.

С увеличением центральной частоты увеличивается число колебаний сигнала. Ширина спектра не изменяется при изменении центральной частоты.