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

68275. ТВОРЧІСТЬ Я. П. ДЕ БАЛЬМЕНА ТА РОСІЙСЬКА РОМАНТИЧНА ПРОЗА ПЕРШОЇ ПОЛОВИНИ XIX СТОЛІТТЯ 143 KB
  Мета роботи – проаналізувати із сучасних наукових засад літературну спадщину Я. П. де Бальмена та визначити її ідейно-художню значущість. Досягнення цієї мети зумовило необхідність розв’язання таких завдань: узагальнити окремі біографічні відомості про Я. П. де Бальмена й систематизувати інформацію...
68276. ЕВОЛЮЦІЯ СВІТОГЛЯДУ ЛЮДИНИ: СОЦІАЛЬНО–ФІЛОСОФСЬКИЙ АНАЛІЗ 156 KB
  Аналіз еволюції світоглядних орієнтацій засвідчує мінливість рухливість змінюваність світогляду людини виявляє його сумарний вектор у різні соціокультурні епохи допомагає з’ясувати тенденції розвитку сучасного світоглядного комплексу і запропонувати механізм його формування.
68277. ГРА ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ПІЗНАВАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ У СЛАБОЗОРИХ ДІТЕЙ 144.5 KB
  У Національній доктрині розвитку освіти в Україні у XXI столітті наголошується на необхідності посилення уваги на освіті дітей з відхиленнями психофізичного розвитку забезпечення їхнього повноцінного життя соціального захисту створення умов для належної реабілітації.
68278. УПРАВЛІННЯ ЕКОНОМІЧНИМ ПОТЕНЦІАЛОМ ПІДПРИЄМСТВ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОБУДУВАННЯ 719 KB
  Стабілізація вітчизняної економіки та поступове збільшення економічного потенціалу держави безпосередньо пов’язані зі стабільним розвитком промисловості. Недосконала законодавча база, непропорційна система оподаткування, нерозвинена виробнича інфраструктура ззовні, а також неефективне...
68279. Методи та ярусно-паралельні моделі прискореної обробки напівтонових зображень 517 KB
  Метою дисертаційної роботи є розробка моделей і методів інтелектуальної прискореної обробки напівтонових зображень які здатні аналізувати інформацію про розмір зображення та завантаженість потоків для рівномірного адаптивного розподілення завдань по потоках.
68280. Формування та механізми функціонування партійної системи Європейського Союзу 185 KB
  Прямим наслідком цього є поява та функціонування наднаціональної політичної системи Європейського Союзу ЄС яка тісно пов’язана з національними політичними системи основним джерелом її легітимності. Політичні партії є одними з важливих елементів політичної системи демократичного суспільства...
68281. ЕВОЛЮЦІЯ ПОЛІТИКИ ТАЙВАНЮ ЩОДО КНР 151.5 KB
  Зростання економічної й політичної могутності Китайської Народної Республіки КНР безперечно є однією з найважливіших ознак сучасних міжнародних відносин. Феномен зростання Китаю зокрема спричинює зміни в політиці Тайваню щодо КНР адже для Китайської Республіки КР на Тайвані політика щодо зростаючого...
68282. ФОРМУВАННЯ СИСТЕМИ ОЦІНЮВАННЯ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ В УКРАЇНІ 238.5 KB
  В умовах переходу економіки України до інноваційної моделі розвитку та постійного зростання інтелектуальної складової у кінцевій продукції найважливіших галузей національного господарства масштаби та якісний рівень об’єктів інтелектуальної власності як об’єктів майна суб’єктів господарювання...
68283. ПРОБЛЕМИ НАЦІОНАЛЬНОЇ БЕЗПЕКИ В РЕГІОНАЛЬНІЙ ПОЛІТИЦІ АРЄ 160.5 KB
  Оскільки АРЄ діє на міжнародній арені як передусім регіональна держава, для адекватного аналізу безпекових пріоритетів країни основну увагу необхідно зосереджувати саме на регіональному рівні зовнішньої політики Єгипту, де зосереджено основні безпекові інтереси, та звідки походить більшість загроз безпеці країни.