Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ
(МТУСИ)
Факультет "Радио и телевидение"
Кафедра "Радиооборудование и схемотехника"
ОТЧЁТ
по дисциплине "Основы работы с измерительной техникой"
на тему:
"Основы работы с цифровым генератором сигналов"
Выполнил:
Студенты гр. БИК2309 ___________________ А. А. Вишняков
____________________ Р. Ю. Улендеев
_____________________ Б. Д. Бардуев
Проверил:
инженер учебных лаб. каф. РОС _____________________А.Э. Микенин
Москва 2024
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторная работа, целью которой является освоение работы с осциллографом и генератором сигналов, представляет собой важный этап в подготовке студентов в области электротехники и электроники. Эти приборы являются основными инструментами для исследования электрических сигналов, их формы, амплитуд, частотных характеристик и других параметров.
В ходе выполнения лабораторной работы мы познакомимся с принципами работы этих приборов, научимся правильно их настраивать и использовать для проведения измерений. Знакомство с осциллографом и генератором сигналов позволит нам не только углубить теоретические знания, но и приобрести практические навыки, необходимые для успешной работы в сфере электроники. В результате работы мы сможем анализировать полученные данные, интерпретировать результаты и делать выводы, которые помогут в дальнейших исследованиях и проектировании электрических устройств.
Цель работы: ознакомление с возможностями цифрового генератора RIGOL DG4062 и осциллографа RIGOL DS1202. Получение навыков работы с современным цифровым генератором и осциллографом.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
СОДЕРЖАНИЕ 4
2.1 Получить сигнал с рассчитанными параметрами 6
2.2 Получить сигнал с рассчитанными параметрами 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВА К РАБОТЕ
В данном разделе представлен порядок действий для подготовки устройств к работе. Для подготовки устройств к работе, следует выполнить следующие действия:
Подключить сигнальный провод с разъемом BNC к выходу СН1- Output генератора RIGOL DG4062.
Подключить другой конец сигнального провода с разъемом BNC к входу осциллографа RIGOL DS1202, обозначенному как СН1.
Включить генератор и осциллограф кнопками питания, расположенными на устройствах слева внизу. Дождаться, пока оба устройства загрузятся.
Подать сигнал на выход канала СН1 генератора, нажав кнопку Output1 и убедившись, что она загорелась зеленым.
На осциллографе найти и нажать кнопку Auto. Убедиться, что на осциллографе появился сигнал синусоидальной формы.
НАСТРОЙКА СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
В данном разделе представлены задания, в ходе которых необходимо было рассчитать параметры синусоидального сигнала и настроить его с заданными параметрами.
Получить сигнал с рассчитанными параметрами
Ниже представлены расчётные параметры для необходимого сигна.
Частота рассчитывается по формуле (1):
где N – номер бригады, M – номер группы (2301, 2302 и т.д.). Подставим значения и получим (2):
Амплитуда рассчитывается по формуле (3):
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (4):
Постоянная составляющая рассчитывается по формуле (5):
где N – суммарное количество букв в фамилиях всех обучающихся в бригаде. Подставим значения и получим (6):
Начальная фаза рассчитывается по формуле (7):
где N – суммарное количество букв в именах всех обучающихся в бригаде. Подставим значения и получим (8):
Фото генератора и осциллографа с полученным набором параметров представлены на рисунке 1 и 2.
Рисунок 1 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 2 – Выставленные параметры на осциллографе
Получить сигнал с рассчитанными параметрами
Необходимо получить сигнал со следующими параметрами:
Период сигнала
Высокий уровень
Низкий уровень
Период сигнала рассчитывается по формуле (9):
где N – номер бригады, М – номер группы (от 1 до 9, для группы БИК2305, к примеру, это число 5). Подставим значения и получим (10):
Высокий уровень (HighL) рассчитывается по формуле (11):
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (12):
Низкий уровень (LowL) рассчитывается по формуле (13):
где M и N рассчитываются точно также, как и для высокого уровня. Подставим значения и получим (14):
Рисунок 3 – Выставленные параметры на генераторе
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ ГЕНЕРИРУЕМЫХ СИГНАЛОВ
В данном разделе мы исследуем формы генерирующих сигналов.
Прямоугольный сигнал
Duty рассчитывается по формуле (15):
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (16):
Рисунок 4 – Выставленные параметры на генераторе для прямоугольного сигнала
Рисунок 5 – Осциллограмма прямоугольного сигнала
Треугольный сигнал
Ниже представлены рисунки треугольного сигнала при изменении параметра симметрии.
Рисунок 6 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 7 – Осциллограмма треугольного сигнала
Рисунок 8 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 9 – Осциллограмма треугольного сигнала
Рисунок 10 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 11 – Осциллограмма треугольного сигнала
При изменении параметра симметр. у нас изменяется наклон треугольного сигнала.
Сигнал импульсной формы
На рисунках ниже будут представлены значения на генераторе и осциллограмма импульсного сигнала.
Рисунок 12 – Выставленные параметры на генераторе для импульсного сигнала
Рисунок 13 – Выставленные параметры на генераторе для импульсного сигнала
Рисунок 14 – Осциллограмма импульсного сигнала
Основное отличие между сигналом импульсной формы и сигналом прямоугольной формы заключается в их временных характеристиках, спектре частот, применении и обработке. Импульсные сигналы обеспечивают большую гибкость и возможность передачи информации в короткие сроки, тогда как прямоугольные сигналы предоставляют стабильность и простоту в вычислительных и цифровых системах.
Сигнал шумоподобной формы
На рисунках ниже будут представлены параметра на генераторе и осциллограмма шумоподобного сигнала.
Рисунок 15 – Параметры на генераторе
Рисунок 16 – Осциллограмма шумоподобного сигнала
Сигналы произвольной формы
На рисунках ниже будут представлены сигналы произвольной формы.
Рисунок 17 – LOG
Рисунок 18 – Airy
Рисунок 19 – Bessely
Рисунок 20 – Cubic
Рисунок 21 – Erf
Исходя из проверенной работы можно сделать вывод, что генераторы сигналов играют важную роль при проведении электроизмерений и испытаний. Они служат источниками тестовых сигналов, которые подаются на такие испытуемые компоненты, как фильтры, усилители или даже готовые модули с целью проверить их работу и изучить их поведение и характеристики.
Сигнал с гармоническим искажением
На рисунке ниже будут представлены параметры на генераторе и сигнал с гармоническим искажением.
Рисунок 22 – Параметры на генераторе
Рисунок 23 Осциллограмма гармонического сигнала
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ МОДУЛЯЦИИ СИГНАЛА
В данном задании представлено исследование способов модуляции сигнала.
На рисунках ниже будут представлены параметры на генераторе и осциллограмма амплитудно-модулированного сигнала.
Рисунок 24 – Параметры на генераторе амплитудно-модулированного сигнала
Рисунок 25 – Осциллограмма амплитудно-модулированного сигнала
Вывод: амплитудная модуляция сигнала сводится к изменению амплитуды сигнала несущей частоты в соответствии с другим сигналом.
ПРИМЕНЕНИЕ ВТОРОГО КАНАЛА ГЕНЕРАТОРА
В данном разделе применяется второй канал генератора.
На рисунках ниже будут представлены параметра на генераторе и осциллограмма при использовании второго генератора.
Рисунок 26 – Параметра на генераторе
Рисунок 27 – Осциллограмма при использовании второго генератора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы ознакомились с возможностями цифрового генератора RIGOL DG4062 и осциллографа RIGOL DS1202. Получены навыков работы с современным цифровым генератором и осциллографом.