50810

Исследование непериодических сигналов

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для задания формы сигнала используется функциональный источник напряжения NFV Component nlog Primitives Function Sources NFV. Задать в качестве сигнала одиночный прямоугольный импульс амплитудой 4 В и длительностью 2 NN мс. В разных графических окнах задать вывод следующих графиков: Зависимости заданного сигнала VE1 от времени t; Спектра исследуемого сигнала зависимости величины гармоник HRMVE1 от частоты f. Задать диапазон частот выводимых гармоник от 0 до 5NN кГц Найти спектр сигнала состоящего из четырех...

Русский

2014-01-31

419 KB

5 чел.


лабораторная работа №1

Исследование непериодических сигналов

В окне схемного редактора собрать схему  для снятия спектральных характеристик сигналов различной формы (непериодических сигналов). Для задания формы сигнала используется функциональный источник напряжения NFV —
Component\Analog Primitives\Function Sources\NFV.

  Задать в качестве сигнала одиночный прямоугольный импульс амплитудой 4 В и длительностью (2/NN) мс. Для этого в позиции Value окна задания параметров функционального источника E1 следует набрать: 4*(t<=2m/NN).

                                                

  Запустить анализ переходных процессов Transient и задать время моделирования, равное 20мс/NN. Минимальный шаг расчета задать 1мкс/NN. В разных графических окнах задать вывод следующих графиков:

  •  Зависимости заданного сигнала V(E1) от времени t;
  •  Спектра исследуемого сигнала (зависимости величины гармоник HARM(V(E1)) от частоты f). Задать диапазон частот выводимых гармоник от 0 до (5*NN) кГц

Найти спектр сигнала, состоящего из четырех равноотстоящих прямоугольных импульсов со скважностью 5, частотой 2*NN кГц и амплитудой 1 В. Для этого в позиции Value окна задания параметров функционального источника E1 следует набрать:

1*(t>=0)-1*(t>=0.1m/NN)+1*(t>=.5m/NN)-1*(t>=.6m/NN)+1*(t>=1m/NN)-1*(t>=1.1m/NN)+1*(t>=1.5m/NN)-1*(t>=1.6m/NN)

  Исследовать спектр экспоненциально затухающего синусоидального сигнала частотой NN кГц. Для этого в позиции Value окна задания параметров функционального источника E1 следует набрать:

exp(-800*t*NN)*sin(2*PI*1E3*t*NN)

 

 Исследовать спектр прямоугольного радиоимпульса, образованного отрезком трех синусоид частотой NN кГц. Для этого в позиции Value окна задания параметров функционального источника E1 следует набрать:

sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=0)-sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=3m/NN)

 Исследовать спектр серии трех прямоугольных радиоимпульсов с гармоническим заполнением частотой 1*NN кГц. Для этого в позиции Value окна задания параметров функционального источника E1 следует набрать:

sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=0)-sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=3m/NN)+sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=4m/NN)-sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=7m/NN)+sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=8m/NN)-sin(2*PI*1E3*t*NN)*(t>=11m/NN)

 

Изменить время анализа переходных процессов при анализе спектра серии 3-х радиоимпульсов на 200/NN мс. Получить спектр.

Исследование периодических сигналов

Построить схему для исследования спектра периодических сигналов. Для задания формы сигнала используется источник напряжения Voltage SourceComponent\Analog Primitives\Waveform Sources\Voltage Source

                                                             

 Задать в качестве сигнала синусоидальный сигнал амплитудой 10 В и частотой 1k*NN. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Sin 0 10 1k*NN 0 0 0 (скопировать строку параметров из этого файла)

 Запустить анализ переходных процессов Transient и задать время моделирования, равное 10мс/NN. Минимальный шаг расчета задать 1мкс/NN. В разных графических окнах задать вывод следующих графиков:

  •  Зависимости заданного сигнала V(V1) от времени t;
  •  Спектра исследуемого сигнала (зависимости величины гармоник HARM(V(V1)) от частоты f). Задать диапазон частот выводимых гармоник от 0 до (10*NN) кГц (рис. 1.6)

Рисунок 1.6 — Параметры для исследования спектров различных периодических сигналов

  Задать в качестве сигнала синусоидальный сигнал амплитудой 10 В и частотой 1k*NN и постоянной составляющей 5 В. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Sin 5 10 1k*NN 0 0 0 (скопировать строку параметров из этого файла).

Объяснить причины изменения спектрального состава : причины изменения напрямую связаны с добавлением постоянной составляющей в 5 В. Это прекрасно видно из графиков.

  

  Задать в качестве сигнала периодическую последовательность симметричных прямоугольных двуполярных импульсов со скважностью 2. Амплитуда импульсов — 5 В, длительность импульса 1m/NN, период 2m/NN, длительность фронта и среза 1u/NN. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Pulse -5 5 0 1u/NN 1u/NN 1m/NN 2m/NN (можно скопировать из этого файла)

№ Гармоники

1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

Частота,kГц

3.523

10.477

17.523

24.477

31.523

38.477

45.523

52.477

59.523

66.477

Амплитуда, В

6.152

2.063

1.223

0.889

0.675

0.569

0.464

0.419

0.352

0.332

Построить схему для исследования спектра периодических сигналов (добавить в предыдущую схему интегрирующую RC-цепь).

 Запустить анализ переходных процессов Transient и задать время моделирования, равное 10мс/NN. Минимальный шаг расчета задать 1мкс/NN.

В первом графическом окне задать вывод следующих графиков:

  •  Зависимости заданного сигнала V(V1) от времени t;
  •  Зависимость напряжения V(Out) от времени t;

Во втором графическом окне задать вывод следующих графиков:

  •  Спектра исходного сигнала (зависимости величины гармоник HARM(V(V1)) от частоты f).
  •  Спектра сглаженного сигнала (зависимости величины гармоник HARM(V(Out)) от частоты f).

 

 В источнике V(1) задать в качестве сигнала периодическую последовательность симметричных трапецеидальных импульсов. Амплитуда импульсов — 5В, длительность импульса 0.8m/NN, период 2m/NN, длительность фронта и среза 200u/NN. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Pulse -5 5 0 200u/NN 200u/NN 0.8m/NN 2m/NN (можно скопировать из этого файла)

 Провести анализ Transient. Занести получившиеся графики в отчет. Найти по графику амплитуды и частоты первых 5 гармоник (например, используя курсорный режим). Результаты занести в таблицу.

 

 

№ Гармоники

1

3

5

7

9

Частота, кГц

3.536

10.505

17.474

24.547

31.516

Амплитуда, В

5.927

1.800

0.787

0.309

0.075

 В источнике V(1) задать периодическую последовательность симметричных треугольных импульсов. Амплитуда импульсов – 5В, длительность фронта и среза 1m/NN. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Pulse 5 -5 0 1m/NN 1m/NN 0 2m/NN (можно скопировать из этого файла).

Провести анализ Transient. Занести получившиеся графики в отчет. Найти по графику амплитуды и частоты первых 3-х гармоник (например, используя курсорный режим) . Результаты занести в таблицу.

№ Гармоники

1

3

5

Частота, кГц

3.536

10.505

17.474

Амплитуда, В

3.837

0.445

0.157

Синтез периодических сигналов из гармонических составляющих

Построить схему для синтеза периодического треугольного сигнала из гармонических составляющих. Для задания формы синтезируемого сигнала и его гармонических составляющих используется источники напряжения Voltage SourceComponent\Analog Primitives\Waveform Sources\Voltage Source. Для синтеза треугольного сигнала с приемлемой точностью достаточно трех гармонических источников.

  

  Запустить анализ переходных процессов Transient. В разных графических окнах задать вывод следующих графиков:

  •  Зависимости заданного сигнала V(V1) от времени t;
  •  Спектра исследуемого сигнала (зависимости величины гармоник HARM(V(V1)) от частоты f);
  •  Зависимости синтезированного сигнала V(Out) от времени t.

Сравнить графики V1(t) и Out(t). Сделать выводы. На выходе мы получаем искаженный график, вследствие того что не можем установить гармонические источники 100% удовлетворяющие необходимым соотношениям.

Построить схему для синтеза трапецеидального сигнала из гармонических составляющих. Для синтеза трапецеидального сигнала с приемлемой точностью достаточно пяти гармонических источников.

В источнике V(1) задать в качестве сигнала периодическую последовательность симметричных трапецеидальных импульсов, аналогичную п. 25. Амплитуда импульсов – 5В, длительность импульса 0.8m/NN, период 2m/NN, длительность фронта и среза 200u/NN. Для этого в поле Value окна задания параметров этого источника можно задать DC 0 AC 1 0 Pulse -5 5 0 200u/NN 200u/NN 0.8m/NN 2m/NN (можно скопировать из этого файла).

 

 

 Построить схему для синтеза прямоугольного сигнала из гармонических составляющих на основе схемы рис. 11. Для синтеза прямоугольного сигнала с приемлемой точностью необходимо 10 гармонических источников. Т.е. в схему рис. 11 нужно добавить еще 5 источников гармонического сигнала.

Амплитуда и частота источников V2-V11 – согласно таблице 1, п. 20, начальная фаза – 0 град.

Задать в качестве сигнала периодическую последовательность симметричных прямоугольных импульсов со скважностью 2. Амплитуда импульсов – 5В, длительность импульса 1m/NN, период 2m/NN, длительность фронта и среза 1u/NN. Для этого в поле Value окна задания параметров источника V1 можно задать  DC 0 AC 1 0 Pulse -5 5 0 1u/NN 1u/NN 1m/NN 2m/NN (или скопировать из этого файла).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3618. Технологічні комплекси для виробництва будівельних матеріалів 928 KB
  Методичні вказівки до виконання практичних вправ, курсового та дипломного проектів з курсу “Технологічні комплекси для виробництва будівельних матеріалів” розділ: “Дробарно-сортувальні комплекси” для студентів спеціальності 7...
3619. Инновационно-инвестиционный процесс в переходной экономике России 447 KB
  Россия вступила в 2011 г. в условиях заметного оживления экономики, преодолев наиболее острые последствия финансового и экономического кризиса 1998 г. Этому способствовали усилия правительства по стабилизации экономики и финансов в посткриз...
3620. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи 35 KB
  Особенности работы батарей При включении отдельных элементов в батареи необходимо решить ряд тривиальных вопросов: а) выбор межэлементных соединений, рассчитанных на максимально возможный для данной батареи ток, но вместе с тем не слишком тяжёлых б...
3621. Проект массового взрыва на карьере 234 KB
  Содержание расчетной части проекта. 1. Определение относительного показателя трудности бурения породы по В.В. Ржевскому: Пб = 0,07...
3622. Построение тяговой характеристики гусеничного движителя 124 KB
  Тяговые качества оцениваются тяговыми характеристиками, которые представляют собой графическое выражение реальных выходных тяговых параметров СДМ определенных результатами совместной работы движителя, трансмиссии и двигателя. Цель курсового...
3623. Конкуренция предприятия 133.5 KB
  Введение Рынок стимулирует предприятия к решительным действиям в овладении новыми методами хозяйствования, перестройке своей деятельности. В условиях рынка предприятие является главным объектом хозяйствования, независимым товаропроизводителем, эконо...
3624. Метрология, стандартизация и сертификация. Шпаргалка 338 KB
  Настоящее издание представляет собой учебное пособие, подготовленное в соответствии с Государственным образовательным стандартом по дисциплине «Стандартизация, метрология и сертификация». Материал изложен кратко, но четко и доступно, что позволит в ...
3625. Функция корреляции белого шума. Идеальный приемник ДЧМ сигналов. 37.5 KB
  Функция корреляции белого шума, ограниченного полосой частот. Стационарный процесс с равномерной спектральной плотностью мощности в некоторой полосе частот называют квазибелым шумом....
3626. Экономические циклы 125.5 KB
  Данная работа направлена на разностороннее рассмотрение экономических циклов, их параметров и влияния на различные отрасли экономики государства. Актуальностью данной работы является то, что цикличное развитие экономики сопровождается высок...