2 Предварительная подготовка

При подготовке к выполнению практических занятий необходимо ознакомится с содержанием предстоящей работы. Пользуясь рекомендуемой литературой, повторить материал темы, по которой будет проводиться практическое занятие. Рекомендуется изучить методику проведения расчетов, подобрать необходимые расчетные формулы и другой справочный материал.

3 Содержание отчета

Отчеты по практическим занятиям оформляются в ученической тетради в клетку, объемом 18-24 листа. Отчет должен содержать:

• Название и цель практического занятия;

• Задание для выполнения расчетного занятия;

• Исходные данные для расчета;

• Расчетные формулы и пояснения к ним;

• Результаты расчета требуемых величин с указанием единиц физических величин;

• Схемы рассчитываемых устройств;

• Графики заданных и рассчитанных характеристик;

• Анализ полученных результатов и выводы по проделанной работе.

При расчете ряда одинаковых величин (например, частотных зависимостей параметров электрических цепей) рекомендуется результаты расчетов представить в виде таблиц.

При выполнении графической части задания необходимо пользоваться чертежными инструментами.

При вычерчивании схем следует применять стандартные условно-графические обозначения элементов.

Формулировка выводов по проделанной работе должна содержать подтверждение правильности выполнения расчетов и достижения цели практического занятия.

Критерии оценки практических занятий

Практические занятия оцениваются по пятибалльной системе:

- оценка «отлично» выставляется тогда, когда из работы ясно, что студент глубоко и прочно освоил программный материал, умеет тесно связывать теорию с практикой, владеет разносторонними навыками и приемами решения предложенных заданий, а содержание работы изложено исчерпывающе полно, последовательно, четко и логически стройно, без каких-либо неточностей;

- оценка «хорошо» выставляется тогда, когда из работы ясно, что студент твердо знает программный материал, правильно применяет теоретические положения при решении предложенных заданий, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения, а содержание работы изложено грамотно, без существенных неточностей;

- оценка «удовлетворительно» выставляется тогда, когда из работы ясно, что студент имеет знания основного программного материала, но не усвоил его деталей, испытывает затруднения при решении предложенных заданий, в работе допущены неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения логической последовательности в изложении;

- оценка «неудовлетворительно» выставляется тогда, когда из работы ясно, что студент не знает значительной части программного материала, неуверенно и с большими затруднениями выполняет работы, а в изложении работы допущены существенные ошибки.

Практическое занятие №1 расчет спектра периодических сигналов

Цель занятия: формирование навыков по расчету спектров негармонических сигналов.

Теоретический материал

Практически все сигналы электросвязи имеют сложную форму и, следовательно, их математические модели в общем случае представляются сложными выражениями. Такие модели сложны для применения при решении задач, связанных с передачей сообщения с помощью электрических сигналов. Выход из этого положения был найден благодаря открытию возможности представления функций сложной формы с помощью суммы простых функций. Особенно полезным для описания сигналов электросвязи является их представление в виде ряда Фурье, когда в качестве простых функций выбирают гармонические колебания. Сущность этого представления состоит в следующем: любой электрический сигнал на произвольно заданном интервале времени длительностью Т можно записать в виде суммы простых гармонических колебаний u_k(t)=U_mk sin (k₁t+_k) cо значениями k=0, 1, 2,... . Здесь ₁=2π /T называют основной угловой частотой ряда; амплитуды U_mk и начальные фазы _k этих гармонических колебаний подбирают по исходному выражению, выбранному в качестве математической модели сигнала u(t). Итак, любой периодический сигнал u(t) на интервале времени можно представить рядом Фурье:

u(t)= U₀ +U_m1 sin (₁t+₁)+ U_m2 sin (2₁t+₂)+ U_m3 sin (3₁t+₃)+...+ U_mk sin (k₁t+_k)+...= U₀ + U_mk sin (k₁t+_k) 1.1

Слагаемое U₀ называется постоянной составляющей сигнала, слагаемые, входящие под знак суммы называются гармониками.

В таблице 1.1 представлены виды сигналов и их математическое выражение.

Задание: Записать аналитическое выражение временной характеристики заданного периодического сигнала негармонической формы в виде системы простых функций (линейной, гармонической и т.д.). Определить амплитуды k составляющих спектра заданного сигнала. Записать выражение ряда Фурье. Исходные данные в таблице 1.2. Построить спектральную характеристику сигнала U_mk(kώ). Определить ширину спектра сигнала. Верхней граничной частотой спектра считать составляющую, амплитуда которой не превышает 0,1 амплитуды заданного сигнала.

Таблица 1.2

Исходные данные для расчета спектра периодического сигнала

№ Варианта	№ Рисунка	Um,B	K	T,мс	α,мс
1	1	10	17	10
2	2	2,5	12	25
3	3	0,33	15	8
4	4	15	16	60
5	5	6,25	11	25
6	6	0,25	14	16	20
7	7	12,5	10	250
8	1	4	16	80
9	2	15	13	0,125
10	3	25	10	0,67
11	4	0,4	12	3,33
12	5	0,125	11	25
13	6	2,8	16	4	2
14	7	5,5	17	16
15	1	3	15	0,8
16	2	33,3	12	0,125
17	3	7,5	16	0,67
18	4	15	14	3,33
19	5	12,5	13	1,25
20	6	10	15	8
21	7	0,16	14	5	0,2
22	1	62,5	17	2,5
23	2	14,5	13	40
24	3	25	16	0,0125
25	4	56	15	0,6
26	5	0,75	16	5
27	6	1,5	12	8
28	6	44	18	5	0,1
29	1	3,5	12	0,16
30	3	7,8	16	0,66

Контрольные вопросы

1. Дайте определение периодического сигнала?

2. Что называется спектром амплитуд, спектром фаз?

3. В чем отличие спектра периодического гармонического сигнала от спектра периодического сигнала?

4. В чем различие спектра периодического сигнала от спектра непериодического сигнала?

5. Как распределяется энергия в спектре периодического сигнала?

6. Почему спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов называется линейчатым или дискретным?

7. Как связаны между собой длительность импульса и ширина спектра?