Целью лабораторной работы является практическое изучение и освоение методов и программных средств спектрально-корреляционного анализа сигналов, основанных на дискретном (быстром) преобразовании Фурье (ДПФ-БПФ).
· Исследование зависимости результатов спектрального анализа от параметров анализатора спектра на основе ДПФ для разных видов анализируемых сигналов, измеряемых спектральных характеристик, решаемых задач спектрального анализа и требуемой точности анализа.
· Исследование амплитудных, амплитудно-фазовых и энергетических спектральных характеристик тестовых сигналов и погрешностей их оценки.
· Исследование автокорреляционных характеристик тестовых сигналов и характеристик взаимной корреляционной и спектральной связи.
· Исследование задач обнаружения и разрешения сигналов, оценки их параметров и идентификации объектов методами спектрально-корреляционного анализа.
Порядок выполнения:
Подготовка данных для спектрально-корреляционного анализа сигналов:
Шаг анализа находится как наибольший общий делитель для частот foi = 1740 Гц, fc1 = 1700 Гц, fc2 = 1780Гц, fз1 = 1660 Гц, fз2 = 1820 Гц и частоты дискретизации fд= 7680 Гц, Dfmax=60 Соответствующее ему минимальное значение ширины окна анализа равно:
N1min = fд/Dfmax=7680/60=128
Df=60
N1=128
Общая длина реализации сигнала Np выбирается из условия:
Np³ 33×N1 ,
Np³4224
гдеN1 - вычисленная выше ширина окна анализа анализатора спектра.
Задание 1. Исследование спектральной утечки, разрешения по частоте и интерполяции при анализе амплитудного и фазового спектра сигналов с помощью программы SCANA.
1.С помощью генератора многочастотного сигнала синтезировать тестовый гармонический сигнал с частотой foi, амплитудой 1 В, начальной фазой 600. В режиме ВРЕМЯ просмотреть график сигнала в точке 5, нажав кнопку РАСЧЕТ.
Рисунок 1 - Тестовый гармонический сигнал.
2. В режиме СПЕКТР выполнить анализ амплитудного спектра сигнала в точке 5. Анализ провести для ВФ прямоугольной и Хэмминга и следующих сочетаниях ширины окна анализа N1 и числа точек ДПФ N:
N1 = N1ном; N = N1ном;
N1 = N1ном; N =10N1ном.
Рисунок 2 - Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=128; N = N1ном=128.
Рисунок 3 - Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280
3. Изменить значение частоты
тестового сигнала, установив его равным 
=1770 прямоугольной
и Хэмминга и следующих сочетаниях ширины окна анализа N1
и числа точек ДПФ N:
N1 = N1ном; N = N1ном;
N1 = N1ном; N =10N1ном;
Рисунок 4 - Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=128; N = N1ном=128.
Рисунок 5- Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=128 N =10N1ном=1280
4. С помощью генератора
многочастотного сигнала синтезировать тестовый полигармонический сигнал
с частотами и начальными фазами гармоник 
=1740, 
= 600; 
=1668,
= 300; 
=1812,
= 900, амплитудой 1 В,
Выполнить анализ спектра амплитуд для ВФ прямоугольной и Хэмминга при следующих сочетаниях ширины окна анализа N1 и числа точек ДПФ N:
N1 = N1ном; N =10N1ном;
N1 = 2N1ном; N =10N1ном.
Рисунок 6- Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280 =1740, = 600 =1668, = 300; =1812, = 90.
Рисунок 7- Тестовый гармонический сигнал для ВФ прямоугольной и Хэмминга
N1 = N1ном=256;
N =10N1ном=1280 =1740, = 600 =1668, = 300; =1812, = 90.
Задание 2. Исследование анализа амплитудно-фазовых спектров гармонических сигналов в шумах с помощью программы SCANA.
1.С помощью генератора многочастотного сигнала синтезировать тестовый гармонический сигнал с частотой foi, амплитудой 1 В, начальной фазой 600 и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50).
Рисунок 8 - Тестовый гармонический сигнал foi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 600 и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50).
2. В режиме СПЕКТР измерить спектр амплитуд для прямоугольной ВФ и ВФ Хэмминга при следующих сочетаниях ширины окна анализа N1, числа точек ДПФ N, числа усредняемых окон L (усредняемых спектров амплитуд и фаз):
N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280; L = 1;
N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280; L = 32;
Рисунок 9 - Тестовый гармонический сигнал foi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 600 и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50, N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280; L = 1).
Рисунок 10 - Тестовый гармонический сигнал foi=1740. амплитудой 1 В, начальной фазой 600 и наложенным шумом с СКЗ, равным 1 В (задаваемый параметр генератора шума К=50, N1 = N1ном=128; N =10N1ном=1280; L = 1). «Рандомизация»
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.