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

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 СК4-56, осциллограф С1-55, генератор импульсов.

   Используя генератор прямоугольных импульсов, получаем последовательность сигналов с параметрами и спектром:

                           

   Сигнал на выходе генератора                               τ _и=0,2 мс,   f=0,63*10³Гц    U_m=50 мВ

                     

Исследуем спектрограмму сигнала с изменением  длительности импульса в два раза:

Увеличиваем период повторения в 2 раза

Меандр                                                                                          Спектрограмма меандра

                  

Меандр,

частота повторения увеличена в 2 раза.                         Спектрограмма меандра

                     

При увеличении частоты повторения в 2 раза, частоты гармоник увеличились в 2 раза, а т.к. скважность не изменилась, амплитуды гармоник тоже не изменились.

Прохождение сигнала через интегрирующую цепь

 

                                                τ _и<<τ_ц

Выбираем элементы CR-цепочки, обеспечивающие интегрирование  исследуемогосигнала и повторяем измерения С=5 мкФ; τ _и=0,4 мс и τ _и=0,2 мс;

τ _ц=3.7*10^-3 с

R = 750 Ом

 

 t_и=0.4 мс, 0.01 В/дел                            t_и=0.2 мс, 0.01 В/дел

 

R = 5,1 кОм

 

, t_и=0.4 мс, 0.01 В/дел                             t_и=0.2 мс, 0.01 В/дел

 

Прохождение сигнала через дифференцирующую цепь.

 

τ _и>>τ_ц

Снимаем осциллограмму  и спектрограмму СR-цепи для двух значений R=750 Ом и R’=5.1 кОм, и для двух значений длительности: t_и=0.4 мс и t_и=0.2 мс; С = 0,05мкФ  t_ц = 0.037 мс

R = 750 Ом

 

, t_и=0.4 мс, 0.02 В/дел                                  R=750 Ом, t_и’=0.2 мс, 0.02 В/дел

 

R = 5,1 кОм

 

,t_и=0.4 мс, 0.02 В/дел                             t_и=0.35 мс, 0.02 В/дел

 

Вывод: В результате проделанной работы мы исследовали типовые модели периодических видеосигналов во временной и спектральных областях. Изучили свойства преобразований Фурье и анализ передачи сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами.

            Мы оценили влияние избирательных характеристик линейных цепей на изменении спектрального состава сигнала и его формы. При прохождении сигнала через интегрирующую цепь подавляются высокочастотные составляющие сигнала. Эти составляющие эквивалентны быстрым изменениям сигнала, поэтому сигнал «сглаживается» то есть время нарастания фронта заметно увеличивается. Дифференцирующая цепочка не пропускает низкочастотные составляющие, «ответственные» за медленное изменение сигнала, в результате чего «разрушается» вершина импульса.

Для того чтобы выполнялись условия интегрирования и дифференцирования (τ _и<<τ_ц и τ _и>>τ_ц) нужно подобрать соответствующие R и C.