3.2. Описание лабораторного стенда

Лабораторная работа «Корреляционный анализ детерминированных сигналов» выполняется с помощью функционального модуля «Спектры и корреляционные функции» многофункционального лабораторного стенда. Структурная схема модуля представлена на рис. 3.4.

Рис.3.4. Структурная схема модуля для исследования корреляционных функций

Модуль состоит из генератора сигналов специальной формы, позволяющего получить сигналы треугольной, пилообразной, прямоугольной формы и дельтовидные импульсы, сумматора, устройства вычисления производной сигнала, регулируемой линии задержки, перемножителя и фильтра низкой частоты. Через переключатель сигнал с выхода генератора поступает на сумматор. Наличие разъемов XS1 и XS2 позволяет подавать сигнал на устройство вычисления производной и линию задержки. На один вход перемножителя всегда подается эталонный сигнал, сдвинутый во времени, а на второй вход – либо эталонный сигнал, либо его производная. После перемножения сигнал подается на вход фильтра низкой частоты, выполняющего роль интегратора.

3.3. Лабораторное задание

1. Исследование автокорреляционной функции сигналов различной формы. Соединить разъемы XS1 и XS2 (рис. 3.4). Установить переключатель SA1 в верхнее положение, а переключатель «Вид сигнала» в положение . Используя осциллограф проконтролировать на разъеме XS1 наличие и форму сигнала. Изменяя переключателем величину временного сдвига сигнала в пределах от 0 до 8 с шагом 0,2 для каждого значения вольтметром измерить постоянное напряжение на выходе фильтра низкой частоты .

По полученным данным построить график автокорреляционной функции сигнала . Измерения повторить для пилообразного, прямоугольного и дельтовидного сигналов.

2. Исследование взаимной корреляционной функции сигнала и его производной. Соединить разъемы XS1 и XS2. Установить переключатель SA1 в нижнее положение, а переключатель «Вид сигнала» в положение . Используя осциллограф, проконтролировать на разъеме XS1 наличие и форму сигнала. Изменяя переключателем величину временного сдвига эталонного сигнала в пределах от 0 до 8 с шагом 0,2, для каждого значения вольтметром измерить постоянное напряжение на выходе фильтра низкой частоты .

По полученным данным построить график взаимной корреляционной функции сигнала и его производной . Измерения повторить для пилообразного, прямоугольного и дельтовидного сигналов.

3.4. Контрольные вопросы

1. Дайте определение взаимной корреляционной функции сигналов.

2. Дайте определение автокорреляционной функции сигнала.

3. Перечислите основные свойства автокорреляционной функции.

4. Перечислите основные свойства взаимной корреляционной функции.

5. Как связаны между собой корреляционная функция и спектральные характеристики сигнала?

6. Что понимается под интервалом корреляции сигнала?

7. Как связаны между собой интервал корреляции и ширина спектра сигнала?

8. В чем состоит особенность вычисления корреляционной функции периодического сигнала?

9. Приведите примеры сигналов, обладающих немонотонной АКФ.

10. Приведите примеры сигналов, для которых взаимная корреляционная функция будет симметричной (несимметричной).

11. Может ли функция, представленная на рис. 3.5, являться АКФ какого-либо сигнала?

Рис. 3.5. Корреляционная функция сигнала