МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Казанский государственный энергетический университет

Утверждено учебным управлением КГЭУ

Р.А.Ишмуратов

Лабораторный практикум по курсу

“Преобразование измерительных сигналов”

Казань 2004

2

УДК 621.37 ББК 32.811.3 И 97

Ишмуратов Р.А. Лабораторный практикум по курсу «Преобразование измерительных сигналов». Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2004.

Приведен перечень заданий и методические указания к ним для выполнения на лабораторных работах по курсу «Преобразование измерительных сигналов». Данные лабораторные работы разработаны для их выполнения на персональных компьютерах IBM PC с использованием учебного прикладного пакета моделирования электронной лаборатории Electronics Workbench. Продолжительность каждого лабораторного занятия 4 часа.

Лабораторные работы предназначены для студентов специальности «Информационно-измерительная техника и технологии».

_________________

© Казанский государственный энергетический университет, 2003 г.

3

Лабораторная работа 1

ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ МОДЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА КОМПЬЮТЕРА

Цель работы

Целью работы является овладение навыками графического представления (визуализации) на экране монитора модельных математических функций и экспериментальных данных с помощью средств, предоставляемых алгоритмическим языком Бейсик с последующим электронным документированием готовых графических изображений и вставкой их в виде иллюстраций в документ текстового процессора MS Word. Все приведенные задания можно также выполнить с использованием визуального языка программирования

Visual Basic.

Задание 1

Построение графика функции с помощью оператора PSET(x,y).

1.1.Программа 1. Запустите интерпретатор QBasic. Задайте графический режим SCREEN 12. Отработайте графические операторы PSET и LINE с различными параметрами.

1.2.Постройте график функции y = sin x в диапазоне x от 0 до 360° с помощью оператора PSET (x, y). В программе в цикле вычисления функции перед вычислением функции переведите значения аргумента x из градусов в радианы. Это лучше сделать отдельным оператором с использованием вспомогательной переменной, например, xr

xr = x * pi /180

Числовое значение для переменной pi присвойте в начале программы.

1.3. Задайте числовые значения, которые вы выбрали в п.1.2 для масштаба отображения и сдвига графика на экране, на отдельные переменные (например, переменные Xm, Xs, Ym, Ys ). Числовые значения этим четырем переменным присвойте в начале программы. Убедитесь, что изменяя числовые значения этих переменных в начале программы, соответственно изменяется масштаб отображения и положение графика на экране.

4

1.4. Сохраните программу под номером 1.

Задание 2

Построение графика функции с помощью оператора LINE–(x,y). Построение двух кривых на одном графике.

2.1. Постройте график функции y = sin x (из Программы 1) с добавлением случайного шума (моделирование погрешности измерений). Значения шума смоделируйте с помощью встроенного генератора равномерно распределенных случайных чисел RND. Например,

y = SIN(xr) + RND – 0.5

2.2. Постройте график функции не отдельными точками с помощью оператора PSET (x, y), а сегментированными линиями с помощью оператора LINE–(x, y). Убедитесь, что таким образом устраняются разрывы линии при рисовании кривой графика. Перед началом цикла рисования необходимо помесить курсор в точку начала координат. Это можно сделать оператором PSET (xs, ys), где xs, ys – смещения графика в пикселах экрана.

2.3. Постройте на одном графике две кривые – функцию y = sin x и ту же функцию с шумом. Выделите две кривые разным цветом.

2.4. Сохраните программу под номером 2.

Задание 3

Построение графика функции в графическом окне.

Операторы VIEW и WINDOW.

3.1. Постройте график функции y = sin x в окне с помощью операторов

VIEW и WINDOW.

Оператор VIEW (x1, y1) – (x2, y2) задает на экране графическое окно, в которое будет производится вывод графика. Параметры x1 и y1 – определяют положение левого верхнего угла графического окна (в точках экрана); x2 и y2

– положение правого нижнего угла графического окна.

Оператор WINDOW (Xmin, Ymax) – (Xmax, Ymin) задает для данного графического окна математические (логические) координаты (координаты пользователя). Параметры Xmin и Ymax – определяют значения математических координат для левого верхнего угла графического окна (уже не в точках

5

экрана!); Xmax, Ymin – значения математических координат для правого нижнего угла графического окна. Например, значения Ymin и Ymax для функции синус можно выбрать равными от –1 до 1 (или от –2 до 2, чтобы график не примыкал вплотную к краям окна). После этого параметры всех графических операторов (PSET, LINE и др.) будут выражаться не в точках экрана (пикселах), а непосредственно в математических координатах, что очень удобно.

Операторов VIEW и WINDOW в программе может быть несколько – соответственно количеству используемых графических окон на экране.

3.2.Постройте разметку осей: x – через 90°, y – через 0.5 .

3.3.Сохраните программу под номером 3.

Задание 4

Построение графика двух функций

вдвух отдельных графических окнах.

4.1.Постройте графики двух функций y = sin x и y = cos x в два отдельных графических окна.

4.2.Выведите под построенными графиками соответствующие надписи «функция y = sin x » и «функция y = cos x » с помощью оператора LOCATE .

4.3.Сохраните программу под номером 4.

Задание 5

Построение графиков амплитудно-модулированного

ичастотно-модулированного сигналов.

5.1.Измените программу 4 следующим образом. В первом окне выведите график АМ-сигнала.

Формула однотонального АМ-сигнала

Выберите следующие значения параметров сигнала: