Исследование типовых моделей периодических видеосигналов во временной и спектральной областях. Изучение свойств преобразований Фурье

Содержание

I.    Домашнее задание:

1) Нахождение спектрограммы заданного сигнала.

2) Нахождение спектрограммы меандра.

3) Определение параметров и расчет интегрирующей цепи.

4) Определение параметров и расчет дифференцирующей цепи.

5) Спектрограммы сигнала на выходе линейных цепей.

6) Определение относительной среднеквадратической погрешности аппроксимации.

II.    Ход лабораторной работы:

1) Исследование  спектрограммы сигнала, и определение его параметров.

2) Исследование  спектрограммы сигнала, при увеличении длительности импульса и периода повторений сигнала в два раза.

3) Исследование спектрограммы меандра.

4) Снятие АЧХ интегрирующей RC-цепи.

5) Исследование спектра периодического колебания на выходе RC-цепи, при заданной и увеличенной в два раза длительности импульсов входного сигнала.

6) Снятие АЧХ дифференцирующей CR-цепи. А также получение спектров выходного колебания, при заданной и увеличенной в два раза длительности импульсов входного колебания.

7) Вывод

Цель работы: исследование типовых моделей периодических видеосигналов во временной и спектральной областях. Изучение свойств преобразований Фурье и анализ передачи сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами.

Приборы: генератор прямоугольных импульсов, анализатор спектра, осциллограф, CR и RC цепи.

Структурная схема установки:

Домашнее задание:

Экспоненциальный базис.

Амплитудный спектр сигнала.

Фазовый спектр сигнала.

                                                                        скачком изменяется на  -π при n кратном скважности

Тригонометрический базис.

Амплитудный спектр сигнала.

Фазовый спектр сигнала.

                           

                  скачком изменяется на  -π при n кратном скважности

Меандр.

Экспоненциальный базис.

Амплитудный спектр сигнала.

Фазовый спектр сигнала.

                           

                  скачком изменяется на  -π при nкратном скважности

Тригонометрический базис.

Амплитудный спектр сигнала.

Фазовый спектр сигнала.

Интегрирующая RC-цепь.

АЧХ.

ФЧХ.

Переходная

Импульсная

Амплитудный спектр выходного сигнала.

Дифференцирующая CR-цепь.

 

                   ФЧХ                                           АЧХ

Переходная

Импульсная

Амплитудный спектр выходного сигнала.

                                      

Экспериментальная часть

1.  Собираем схему:

2.  устанавливаем необходимые параметры сигнала:

ti = 15*10^-6  с

F повторений импульсов = 3,8 кГц

снимаем спектрограмму сигнала:

 

                                                                        спектрограмма  сигнала

3.  увеличиваем длительность импульса в два раза:

ti = 30*10^-6  с

снимаем спектрограмму сигнала:

спектрограмма данного сигнала

4.  устанавливаем параметры сигнала таким образом, чтобы получить меандр:

(T/τ_и)=2

снимаем спектрограмму сигнала:

 спектрограмма данного сигнала

5.  Собираем схему и устанавливаем параметры сигнала:

    τ <<τ_и

ti = 300 мкс

6.  снимаем спектрограмму сигнала:

спектрограмма данного сигнала

7.  увеличиваем длительность импульса в два раза:

ti = 600 мкс

снимаем спектрограмму сигнала:

спектрограмма данного сигнала

8.  Собираем схему и устанавливаем параметры сигнала:

τ >>τ_и

ti = 300 мкс

9.   снимаем спектрограмму сигнала:

спектрограмма данного сигнала

10.  увеличиваем длительность импульса в два раза:

ti =600 мкс

снимаем спектрограмму сигнала:

спектрограмма данного сигнала

Вывод

          В ходе данной лабораторной работы были исследованы низкочастотные периодические сигналы, спектральные характеристики сигналов, исследовано влияние значения скважности на ширину спектра сигнала. Эта зависимость заключается в том, что при увеличении скважности, спектр сигнала «сжимается».

При прохождении сигнала через интегрирующую цепь (фнч) подавляются высокочастотные составляющие спектра. Дифференцирующая цепочка (ФВЧ) напротив не пропускает низкочастотные составляющие, «ответственные» за медленные изменения сигнала, в результате чего «разрушается» вершина импульса, он как бы «обостряется».