5 Порядок выполнения лабораторной работы

Основные задачи:

- Изучить функции MATLAB Simulink для анализа спектра сигналов.

- Исследовать изменение спектра сигналов при их прохождении через аналоговые фильтры.

1) Cоздать модель в программе Simulink в соответствии со схемой на рис. 5.

2) Подготовить и ввести в программу исходные данные фильтра: аппроксимация – по Баттерворту; частота среза F_с=100 Гц; коэффициент усиления K₀=10.

3) Подать на вход фильтра сигнал с универсального генератора.

4) К выходам генератора и фильтра подключить анализаторы спектра Power Spectral Density.

5) Выполнить анализ изменения спектра сигналов фильтром для 4 форм сигналов:

• синусоидальный сигнал (SIN) с частотой Fx=2F_c;

• прямоугольный сигнал (SQUARE)с частотой Fx=2F_c;

• треугольный сигнал (SAWTOOTH) с Fx=2F_c;

• синусоидальный сигнал (SIN) с частотой Fx=2F_c и шум (RANDOM) в полосе частот до Fш=2F_c. Сигнал с шумом подается на вход через сумматор Sum.

6) При моделировании следует выбрать следующие параметры в разделе Simulation parameters: переменный шаг по времени (Variable step); алгоритм моделирования – Domain Prince 45; время моделирования – Stop time=10 / Fx (10 периодов входного сигнала). Для анализаторов спектра (Power Spectral Density) дополнительно указать параметр периода дискретизации Sample time=1 / (10Fx) периода входного сигнала.

Контрольные вопросы

1. Выражение для вычисления ДПФ. Условие неискаженного восстановления сигнала по его ДПФ.

2. Вычисление обратного ДПФ (ОДПФ). Вычисление ОДПФ с использованием ДПФ.

3. Анализатор спектра по методу ДПФ. Использование весовых функций.

4. Каким образом производится масштабирование амплитудного спектра при анализе методом ДПФ.

5. Каким образом задается период дискретизации блока анализатора спектра Power Spectral Density.

6. Какие результаты отображаются в окне анализатора спектра Power Spectral Density.

7. Каким образом задается фильтр Баттерворта в блоке Analog Filter Design.

8. Как задать интервал времени моделирования в программе Simulink.

9. Какие блоки программы Simulink используются для создания гармонических сигналов, ступенчатых воздействий, прямоугольных и треугольных импульсов.

Содержание отчета лабораторной работы

Цель работы.

Схемы моделей.

Результаты экспериментов с объяснениями.

Выводы.

Литература

1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2002г.

2. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов./Пер. с англ. М.: Мир, 1978. Электронном виде.

3. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник М.: Радио и связь, 1985. Электронном виде.

4. Глинченко А.С. Цифровая обработка сигналов. Часть 1. Учеб. пособие. Красноярск: КГТУ, 2001. Электронная версия.

5. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. - СПб: Питер, 2002

16