Добавил:
lukovyeKoltsa
до поступления в лэти я 11 лет играл в подкидного на фофаны, а потом...
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:5 семестрик / ртцс1
.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ТОР
Отчет
по лабораторной работе №1
по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»
Тема: Исследование спектров периодических последовательностей
импульсов
Студенты гр.3102
Косинцев П.А.
Каримов А.Р.
Преподаватель Семенихин И.Н.
Санкт-Петербург
2025
Цель работы: изучение взаимосвязи структуры сигнала и его спектра
на примере анализа периодических последовательностей видео- и
радиоимпульсов.
Описание лабораторной установки
Рисунок 1 — Схема лабораторной установки
Составляющие лабораторной установки:
1. Генератор прямоугольных импульсов
2. Амплитудный модулятор
3. Осциллограф
4. Анализатор спектра
5. Генератор гармонического сигнала
Структура работы лабораторной установки:
Периодическая последовательность прямоугольных видеоимпульсов
снимается с выхода генератора 1, а с выхода амплитудного модулятора 2
снимается последовательность радиоимпульсов с прямоугольной огибающей
при подаче на его входы периодической последовательности видеоимпульсов
и высокочастотного гармонического колебания с выхода
генератора стандартных сигналов 5 Переключатель S позволяет выбирать для
исследования видео- или радиоимпульсы.
Обработка результатов измерений.
Формулы для параметров:
10
max1
2;10;;.
n
A
n норм n
n
PC
fnPPC
PC
1. Исследование спектров периодических последовательностей
видеоимпульсов. (длительность τ = 10 мкс)
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
An, дБм -20,1 -21,2 -23,6 -27,5 -33,7 -53,5 -33,1 -32,8 -32,5 -34,3 -39,6 -62,5
ω
n
10
-5
1,047 2,094 3,14 4,18 5,23 6,28 7,33 8,377 9,424 10,47 11,52 12,57
Р,
Вт*10
-6
9,772 7,586 4,365 1,778 0,427 0,004 0,490 0,525 0,562 0,37 0,11 0,00
P, норм 1,000 0,776 0,447 0,182 0,044 0,000 0,050 0,054 0,058 0,038 0,01 0,00
С
𝑛
0,159 0,1378 0,1061 0,0689 0,0318 0,000 -0,0227 -0,0345 -0,035 -0,028 -0,01 0,00
Cn
(норм)
1,000 0,866 0,667 0,433 0,200 0,000 0,143 0,217 0,222 0,173 0,09 0,00
Таблица 1 — Для q = 6, f = 16666,(6) Гц.
Рисунок 1 — Амплитудный спектр сигнала для q = 6, f = 16666,(6) Гц.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
An, дБм -17,6 -19,8 -23,9 -34,7 -37,1 -30,6 -30 -30,4 -36,9 -61 -34,2
ω
n
10
-5
1,40 2,79 4,19 5,58 6,98 8,38 9,77 11,17 12,57 13,96 15,36
Р,
Вт*10
-6
17,38 10,47 4,07 0,34 0,19 0,87 1,00 0,91 0,20 0,00 0,38
P, норм 1,00 0,60 0,23 0,02 0,01 0,05 0,06 0,05 0,01 0,00 0,02
С
𝑛
0,20 0,16 0,09 0,03 -0,02 -0,05 -0,04 -0,03 0,00 0,02 0,03
Cn
(норм)
1,00 0,77 0,45 0,13 0,11 0,22 0,22 0,13 0,00 0,10 0,14
Таблица 2 — Для q = 4,5, f = 22222,(2) Гц.
Рисунок 2 — Амплитудный спектр сигнала для q = 4,5, f = 22222,(2) Гц.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
An, дБм -15,9 -19,5 -30,1 -33,1 -28 -30,1 -59,5 -33,3 -32,8 -40,3
ω
n
10
-5
1,80 3,59 5,39 7,18 8,98 10,77 12,57 14,36 16,16 17,95
Р,
Вт*10
-6
25,70 11,22 0,98 0,49 1,58 0,98 0,00 0,47 0,52 0,09
P, норм 1,00 0,44 0,04 0,02 0,06 0,04 0,00 0,02 0,02 0,00
С
𝑛
0,25 0,16 0,05 -0,03 -0,06 -0,04 0,00 0,03 0,03 0,01
Cn
(норм)
1,00 0,62 0,18 0,14 0,25 0,17 0,00 0,13 0,14 0,06
Таблица 3 — Для q = 3,5, f = 28571,4 Гц.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
Рисунок 3 — Амплитудный спектр сигнала для q = 3,5, f = 28571,4 Гц.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
An, дБм -13,6 -52 -23,1 -60,5 -27,6 -64,5 -30,7 -69 -32,9 -34,4
ω
n
10
-5
3,14 6,28 9,42 12,57 15,71 18,85 21,99 25,13 28,27 31,42
Р,
Вт*10
-6
43,65 0,01 4,90 0,00 1,74 0,00 0,85 0,00 0,51 0,36
P, норм 1,00 0,00 0,11 0,00 0,04 0,00 0,02 0,00 0,01 0,01
С
𝑛
0,32 0,00 -0,11 0,00 0,06 0,00 -0,05 0,00 0,04 0,00
Cn
(норм)
1,00 0,00 0,33 0,00 0,20 0,00 0,14 0,00 0,11 0,00
Таблица 4 — Для q = 2, f = 50000 Гц.
Рисунок 4 — Амплитудный спектр сигнала для q = 2, f = 50000 Гц.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
2. Исследование спектров последовательностей радиоимпульсов.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
An, дБм -37 -38,4 -40,7 -44,1 -50,2 -74 -54,3 -50 -49,5 -51,3
ω
n
10
-5
157,08 314,16 471,24 628,32 785,40 942,48 1099,56 1256,64 1413,72 1570,80
Р, Вт*10
-6
0,20 0,14 0,09 0,04 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01
P, норм 1,00 0,72 0,43 0,19 0,05 0,00 0,02 0,05 0,06 0,04
С
𝑛
0,16 0,14 0,11 0,07 0,03 0,00 -0,02 -0,03 -0,04 -0,03
Cn (норм) 1,00 0,87 0,67 0,43 0,20 0,00 0,14 0,22 0,22 0,17
Таблица 5 — Для q = 6, f = 2,5 МГц.
Рисунок 5 — Амплитудный спектр сигнала для q = 6, f = 2,5 МГц.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
An,
дБм
-33,1 -37,1 -46,8 -50,7 -45 -47,8 -70,3 -51,4 -50 -56,1
ω
n
10
-5
157,08 314,16 471,24 628,32 785,40 942,48 1099,56 1256,64 1413,72 1570,80
Р,
Вт*10
-6
0,49 0,19 0,02 0,01 0,03 0,02 0,00 0,01 0,01 0,00
P, норм 1,00 0,40 0,04 0,02 0,06 0,03 0,00 0,01 0,02 0,01
С
𝑛
0,25 0,16 0,05 -0,03 -0,06 -0,04 0,00 0,03 0,03 0,01
Cn
(норм)
1,00 0,62 0,18 0,14 0,25 0,17 0,00 0,13 0,14 0,06
Таблица 6 — Для q = 3,5, f = 2,5 МГц.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
Рисунок 6 — Амплитудный спектр сигнала для q = 3,5, f = 2,5 МГц.
3. Исследование соотношения между длительностью сигнала и шириной
его спектра.
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы была изучена
взаимосвязь сигнала и его спектра. Периодический сигнал удовлетворяющий
условиям Дирихле имеет линейчатый (дискретный) спектр, расположенный в
области неотрицательных частот при использовании вещественной формы
ряда Фурье и определенный на всей действительной частотной оси в случае
его комплексного представления. Непериодические спектры характеризуются
сплошным спектром, амплитудный спектр является четной, а фазовый
нечетной функцией частоты. Огибающие спектров периодических сигналов
совпадают по форме с спектрами одиночного импульса сигнала. Были
измерены и нормированы значения амплитуд спектральных составляющих.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pнорм, Cнорм
n
Амплитудный спектр
Эксперимент
Расчет
6; 10 ; 60 ; 16,666 ;
2,40 ; 2,58 ; 0,18
12; 5 ; 60 ; 16,666 ;
2,09 ; 2,49 ; 0,4
нв
нв
q
мкс T q мкс f кГц
f МГц f МГц f МГц
q
мкс T q мкс f кГц
f МГц f МГц f МГц
Были построены графические представления амплитудных спектров
периодических последовательностей видеоимпульсов и графики
амплитудных и фазовых спектров радиоимпульсов. При уменьшении
длительности импульса вдвое, ширина спектра увеличилась, количество
гармоник увеличилось вдвое. Это вытекает из общего свойства
преобразования Фурье. И это говорит нам о том, что невозможно
сформировать короткий сигнал, обладающий узким спектром, что является
проявлением физического принципа неопределенности.
Соседние файлы в папке 5 семестрик