Исследование спектральной утечки, разрешения по частоте и интерполяции при анализе амплитудного и фазового спектра сигналов с помощью программы SCANA, страница 2

Рисунок 11 -  Тестовый гармонический сигнал f_oi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 60⁰ и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50, N₁ = N_1ном=128; N =10N_1ном=1280; L = 32).

Рисунок 12 -  Тестовый гармонический сигнал f_oi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 60⁰ и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50, N₁ = N_1ном=128; N =10N_1ном=1280; L = 32). «Рандомизация»

3. Измерить спектр амплитуд для ВФ прямоугольной при N₁ = 32N_1ном; N =32N_1ном; L = 1. Сохранить график спектра.

Рисунок 13 -  Тестовый гармонический сигнал f_oi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 60⁰ и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50, N₁ = 32N_1ном=4096; N =32N_1ном=4096; L = 1).

Задание 3.  Исследование анализа спектров случайных сигналов методом периодограмм .

1.С помощью генератора многочастотного сигнала синтезировать тестовый гармонический сигнал с частотой f_oi, амплитудой 0,707 В, произвольной начальной фазой и наложенным на него шумом с единичным среднеквадратическим значением (задаваемый параметр генератора шума К = 50).  Просмотреть график сигнала в точке 5 в режиме ВРЕМЯ.

Рисунок 14 -  Тестовый гармонический сигнал f_oi=1740. амплитудой 0.707 В, начальной фазой 60⁰ и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50).

1.1Выбрав источник импульсной характеристики (ИХ), синтезировать методом весовых функций полосно-пропускающий нерекурсивный фильтр (НФ) с частотами среза-задерживания f_c1, f_c2, f_з1, f_з2 и допусками на погрешности аппроксимации а_п, а_з. Записать значение длины импульсной характеристики (ИХ) фильтра N_их= 399.

Рисунок 15 – ИХ.

Рисунок 16 – ВФ

2. Измерить СПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Уэлча при следующих параметрах АС: весовая функция – прямоугольная; ширина окна анализа и число точек ДПФ N₁ = 2N_1ном;

N = 10N₁;число усредняемых окон L = 1, L = 32, начало окна N_н ≥ N_их..

Рисунок 17 –  СПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм прямоугольная. L = 1, L = 32.

Рисунок 18 – СПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Хэмминга L = 1, L = 32.

3. Измерить ВСПМ шума между входом и выходом НФ (точки 5, 6) методом периодограмм Уэлча при параметрах анализа по п. 2 (с использованием логарифмического масштаба для модуля ВСПМ).

.

Рисунок 19 – ВСПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм прямоугольная L = 1, L = 32.

Рисунок 20 – ВСПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Хэмминга L = 1, L = 32.

4. Установить амплитуду гармонического сигнала равной нулю. Измерить СПМ шума на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Уэлча  при параметрах анализа по п. 2.

Рисунок 21 – СПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Хэмминга L = 1, L = 32 амплитуду гармонического сигнала=0.

Рисунок 22 – СПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм прямоугольная L = 1, L = 32 амплитуду гармонического сигнала=0.

5. Измерить ВСПМ  шума между входом и выходом НФ (точки 5, 6) методом периодограмм Уэлча при параметрах анализа по п. 2 (с использованием логарифмического масштаба для модуля ВСПМ).

Рисунок 23 – ВСПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм прямоугольная L = 1, L = 32 амплитуду гармонического сигнала=0.

.

Рисунок 24 – ВСПМ гармонического сигнала с наложенным шумом на входе и выходе НФ (в точках 5 и 6) методом периодограмм Хэмминга L = 1, L = 32 амплитуду гармонического сигнала=0

6. В режиме «ЧХ фильтра» при тестовом сигнале типа белый шум измерить АЧХ и ФЧХ НФ по ВСПМ выходного и входного сигналов НФ и СПМ входного сигнала, которые вычисляются методом периодограмм Уэлча (точка 8). Параметры анализатора:

ВФ Хэмминга; N₁ = 2N_1ном; N = N₁; L = 32; N_н ≥ N_их.

Рисунок 25. Полученная АЧХ

.

Рисунок 26. Полученная ФЧХ

Вывод: В данной лабораторной работе я провел исследование разрешения по частоте и интерполяции при анализе амплитудного и фазового спектра сигналов. Выполнил анализ амплитудно-фазовых спектров гармонических сигналов в шумах, анализ спектров случайных сигналов методом периодограмми в конечном итоге получил АЧХ и ФЧХ синтезируемого фильтра.