Гармонический анализ периодических сигналов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Цель работы: исследование типовых моделей периодических видеосигналов во временной и спектральной областях. Изучение свойства преобразования Фурье и анализ передачи сигналов через линейный цепи.

Приборы и оборудование: анализатор спектра, осциллограф, генератор импульсов.

Используя генератор прямоугольных импульсов, получаем последовательность сигналов с параметрами:

t_и=1 мс, T/t_и=6, f=1 кГц, U_m=33 мв

Исследуем спектрограмму сигнала, а затем уменьшаем длительность импульса в два раза:

                    

t_и=1 мс (1 кГц)                                                                  t_и=0.5 мс (1 кГц)

Уменьшаем частоту повторения сигнала в два раза и повторяем исследование спектрограммы сигнала:

f=500 Гц (t_и=0.5 мс)

Устанавливаем параметры импульса, соответствующие меандру, и повторяем определение спектральной диаграммы:

Меандр (f=1 кГц)

При заданных параметрах сигнала, выбираем элементы цепочки, обеспечивающие интегрирование исследуемого сигнала.  Снимаем осциллограмму  и спектрограмму интегрирующей RC-цепи для двух значений R=750 Ом и R’=5.1 кОм, и для двух значений длительности: t_и=0.7 мс и t_и’=0.35 мс:

                   

                            R=750 Ом, t_и=0.7 мс, 0.02 В/дел                                  R=750 Ом, t_и’=0.35 мс, 0.02 В/дел

                    

                                               25 дБ∙В                                                                                 8 дБ∙В

                    

                          R’=5.1 кОм, t_и=0.7 мс, 0.02 В/дел                                 R’=5.1 кОм, t_и’=0.35 мс, 0.02 В/дел    

                    

                                        25 дБ∙В                                                                                25 дБ∙В

Выбираем элементы CR-цепочки, обеспечивающие дифференцирование исследуемого сигнала и повторяем измерения (С=5 мкФ):

                                                       

                       R=750 Ом, t_и=0.35 мс, 0.01 В/дел                                     R=750 Ом, t_и’=0.2 мс, 0.01 В/дел 

                                         

                                          

                      R’=5.1 кОм, t_и=0.35 мс, 0.01 В/дел                                  R’=5.1 кОм, t_и’=0.2 мс, 0.01 В/дел 

                                         

                                      0.5 кГц/дел                                                                         0.5 кГц/дел

Вывод: после проведения экспериментального исследования типовых видеосигналов во временной и частотной областях мы рассмотрели реальный спектральный состав импульсных последовательностей, который, пренебрегая погрешностями эксперимента, можно считать соответствующим идеальной математической модели. Мы убедились в реальном изменении спектральной плотности сигнала при изменении его параметров, а также выявили специфику прохождения коротких сигналов по цепям с реактивными элементами.