Измерения в радиоэлектронике: Методические указания к лабораторным работам, страница 16

1.  Результаты исследования виртуального макета: значение амплитуды сигнала на входе фильтра; таблица экспериментальной зависимости амплитуды выходного сигнала фильтра от частоты; график АЧХ фильтра; значения граничных частот полосы пропускания фильтра; изображение спектра сигнала на выходе фильтра при использовании режима автоматической перестройки по частоте; изображение спектра сигнала на выходе фильтра при использовании шумового входного сигнала.

2.  Результаты исследования реального макета: таблица экспериментальной зависимости амплитуды выходного сигнала фильтра от частоты; график АЧХ фильтра; значения граничных частот полосы пропускания фильтра; изображение спектра сигнала на выходе фильтра при использовании генератора качающейся частоты; объяснение полученного результата при использовании генератора качающейся частоты; вывод о фильтрующих свойствах фильтра.

3.  Сравнительная оценка реального и виртуального фильтров по результатам проведённого исследования.

Лабораторная работа № 5

Измерение  характеристик  генератора импульсной  последовательности

Цель работы – ознакомиться с методами анализа характеристик импульсных сигналов во временной и частотной областях, исследовать виртуальную модель генератора импульсных сигналов, исследовать влияние частоты и длительности импульсов сигнала на вид его спектра.

5.1. Задание

1. Наблюдать на экране цифрового осциллографа сигнал, полученный с выхода генератора импульсных сигналов.

2. Проанализировать влияние длительности импульсов и периода их следования на огибающую спектра импульсной последовательности.

3. Объяснить полученные результаты.

5.2. Краткие теоретические  сведения

Импульсными генераторами называют устройства, преобразующие энергию источников постоянного напряжения в энергию электрических импульсов. В зависимости от формы вырабатываемых импульсов выделяют генераторы прямоугольных импульсов, генераторы линейно изменяющегося напряжения и генераторы импульсов специальной формы.

Форма импульсного сигнала, представленного на рис. 21, определяется рядом параметров, основными из которых являются следующие:

·  амплитуда импульсаU_м – максимальное значение напряжения;

·  длительность фронта импульса  – интервал времени, в течение которого выходное напряжение нарастает от 0,1·U_м  до 0,9·U_м;

·  длительность среза импульса  – интервал времени, в течение которого выходное напряжение убывает от 0,9·U_м до 0,1·U_м ;

·  длительность импульса  – интервал времени от момента появления импульса до его окончания, измеренный по уровню 0,5·U_м;

·  период следования  – промежуток времени, через который повторяется импульс;

·  частота следования импульсов  – параметр, связанный с периодом следования импульсов соотношением: ;

·  скважность – .

Рис. 21. Вид генерируемых импульсов

5.3. Описание лабораторной установки

Исследуемый в данной работе реальный макет генератора построен на микросхеме K1561АГ1 (рис. 22).

Структура исследуемого макета содержит регулируемые резисторы R3 и R4, предназначенные для изменения соответственно длительности импульсов  и частоты их следования f. Ручки управления сопротивлением резисторов R3 и R4 выведены на лицевую панель макета.

Питание макета генератора осуществляется с помощью однополярного источника постоянного напряжения 9 В, входящего в состав лабораторного измерительного комплекса. Для снятия выходного сигнала с генератора на корпусе макета предусмотрен разъём BNC.

В данной работе, помимо анализа параметров реального макета импульсного генератора, исследуются программная модель прибора, реализующего функции генератора прямоугольных импульсов, а также виртуальный осциллограф и спектроанализатор. Виртуальная модель построена с использованием программного пакета LabVIEW. Для работы с виртуальной моделью необходимо запустить на персональном компьютере файл “Генератор.exe”.

Рис. 22. Структура исследуемого генератора

Для того чтобы активизировать модель генератора, необходимо нажать кнопку Run Continuously, находящуюся под основным меню модели.