Спектры отрезков синусоид (погрешность определения частоты -- Dn = 0,2 кГц)

Спектры отрезков синусоид.

Блок-схему экспериментальной установки, на которой проводились измерения, можно посмотреть в описании к работе. В отчете будут привелены только полученные данные и сравнение их с теоретическими результатами.

В качестве сигнала, спектр которого исследовался, были взяты отрезки синусоид, содержащие целое число периодов. Погрешность определения частоты -- Dn = 0,2 (кГц.), определения высоты спектрального максимума -- Dh = 0,2 (у.е.).

а.) Подан 1 период.

Главный максимум – 8,2 (кГц.), высота – 2 (у.е).

Первый минимум   -- 19,1 (кГц).

Теоретический график:

Из графика следует, что экспериментальные данные находятся в согласии (в пределах погрешности измерений) с теоретическими, т.е. положение минимума совпадает с теоретическим при нормировании теоретической зависимости по высоте и по положению  главного максимума.

б.) Поданы 2 периода.

Главный максимум – 8,7 (кГц.), высота – 3,8 (у.е.).

Первые минимумы – 4,6 (кГц.) и 13,8 (кГц.).

Левый побочный максимум – 2,7 (кГц.), высота – 1,3 (у.е.).

Правый побочный максимум – 15,7 (кГц.), высота – 0,5 (у.е.).

Теоретический график:

Здесь, как и раньше, положения и высоты максимумов и положения минимумов совпадают с теоретическими в пределах погрешности измерений.

в.) Поданы 3 периода.

Главный максимум – 9,0 (кГц.), высота – 5,5 (у.е.).

Первые минимумы – 6,2 (кГц.) и 12,2 (кГц.).

Левый побочный максимум – 4,9 (кГц.), высота – 1,6 (у.е.).

Правый побочный максимум – 13,4 (кГц.), высота – 1 (у.е.).

Левый первый минимум – 3,1 (кГц.).

Правый первый минимум – 15,4 (кГц.).

Теоретический график:

Снова экспериментальные результаты совпали с теоретическими в пределах погрешности эксперимента.

г.) Поданы 4 периода.

Главный максимум – 9,2 (кГц.), высота – 8,0 (у.е.).

Первые минимумы – 7,0 (кГц.) и 11,6 (кГц.).

Теоретический график:

Здесь тоже есть совпадение теории с практикой.

д.) Поданы 11 периодов.

Главный максимум – 9,2 (кГц.).

Первые минимумы – 7,0 (кГц.) и 11,6 (кГц.).

Теоретический график:

Высоту главного максимума в том же масштабе измерить не удалось, т.к. приходилось переходить на другой диапазон увеличения по оси Y, а коэффициент деления известен не был.

Из всех приведенных данных следует, что спектр становится уже при увеличении числа подаваемых периодов, что можно объяснить тем, что такой сигнал все больше напоминает синусоиду, имеющую бесконечно узкий спектр (состоящий только из одной гармоники).

Эксперимент показал, что с увеличением скважность подаваемых импульсов росло число гармоник, помещающихся в каждом промежутке между нулями огибающей. Это понятно, т.к. в пределе увеличения скважности мы получим одиночный импульс с непрерывным спектром. Положение нулей огибающей при изменении скважности не менялось, т.к. оно зависит только от длительности самого импульса, а не всего периода.