Анализ спектров сигналов и измерение нелинейных искажений

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство РФ по связи и информатизации

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Кафедра ПДС и М

Лабораторная работа № 13

Анализ спектров сигналов и измерение нелинейных искажений.

                                                                       Выполнил:

                                                                                      Ст. гр. М-11

                                                                        Проверила:

           

Новосибирск 2004

1. Цель работы:

1.1 изучить методики аппаратурного анализа спектров сигнала и измерения нелинейных искажений.

1.2 приобрести практические навыки работы селективным микровольтметром, измерителем нелинейных искажений и анализатором спектра.

1.3  научиться обрабатывать и оформлять результаты экспериментального анализа спектров и измерения   нелинейных искажений.

2. Перечень лабораторного оборудования.

Рабочее место  оборудовано анализатором спектра, генератором сигналов специальной формы, генератором прямоугольных импульсов, генератором сигналов низкочастотным, генератором сигналов высокочастотным, измерителем нелинейных искажений, селективным микровольтметром и универсальным осциллографом.

3. Метрологические характеристики используемых приборов.

№ п.п.

Наименование прибора

Тип прибора

Основные метрологические характеристики.

1

Измеритель нелинейных искажений

С6-5

1. Диапазон частот первой гармоники исследуемых сигналов ...... от 20 Гц до 200 КГц.

2. Абсолютное значение основной погрешности прибора при измерении коэффициента гармоник не превышает значений, определяемых по формуле.

Кг = 0,1 К + 0,1%

где К - значение (в процентах) верхнего предела шкалы, по которой производится отсчет.

3. Диапазон входных напряжений прибора в режиме измерения коэффициента гармоник...... от 0,1 до 100 В;

4. Вольтметр прибора обеспечивает измерение среднеквадратического значения напряжения на шкалах с верхними пределами: 0,3; I; 3; 10; 30; 100 мВ; 1; 10; 30; 100 В в диапазоне частот от 20 Гц до 1МГц.

5. Основная погрешность вольтметра в диапазоне частот от 20 Гц до 100 КГц при синусоидальном входном сигнале не превышает ± 4% и в диапазоне частот свыше 100 КГц до I МГц не превышает ±10% от верхнего предела шкалы.

2

Измерительный указатель уровня

ИУУ-300

Рабочий диапазон частот от 5кГц до 300 кГц;

Пределы измерений от -7 Нп до +3 Нп;

Входные сопротивления:

- низкоомный вход 135 Ом или 600 Ом;

- высокоомный вход не менее 10 кОм;

Ширина полосы пропускания на уровне 0,2 Нп

- 50 Гц для узкой полосы;

- 1000 Гц для широкой полосы;

Пределы допускаемой основной погрешности прибора не превышает ±0,15 Нп.

№ п.п.

Наименование прибора

Тип прибора

Основные метрологические характеристики.

3

Генератор сигналов низкочастотный

Г3-112/1

1. Генератор на выходе обеспечивает сигнал синусоидальной и прямоугольной формы (меандр).

2. Диапазон частот от 10 Гц до 10 МГц перекрывается шестью поддиапазонами с плавной перестройкой внутри поддиапазонов. (см. табл.1).

Таблица I

Поддиап.

1

2

3

4

5

6

Частота

10-100

Гц

100-1000 Гц

1-10 кГц

10-100 кГц

0,1-1 МГц

1-10 МГц

3. Предел допускаемой основной относительной погрешности установки частоты равен (2+)%  в диапазон частот от 10 Гц до I Мгц (1-5 поддиапазоны) и 3% в диапазоне частот от I до 10 МГц

(6 поддиапазон), где F - установленное по шкале значение частоты в герцах.

4. Наибольшее значение выходного напряжения синусоидального сигнала при сопротивлении нагрузки 50 + 0,5 Ом не менее 5В и без нагрузки - не менее 10B.

5. Плавная регулировка выходного напряжения синусоидального сигнала осуществляется от максимального значения до относительного уровня - 12 дБ.

6. Ступенчатая регулировка выходного напряжения синусоидального сигнала осуществляется ступенями через 10 дБ в пределах от 0 до - 70 дБ.

7. Номинальное значение выходного сопротивления генератора 50±5 Ом.

8. В генераторе предусмотрен режим внешней синхронизации синусоидальным сигналом.

Полоса синхронизации при значении напряжения синхронизирующего сигнала IB не менее ± 0,5% от установленной частоты.

9. Генератор формирует сигнал прямоугольной формы (меандр) со следующими характеристиками:

а) размах напряжения сигнала не менее 10 В на нагрузке 50 Ом ±0,5 Ом и не менее 20В без нагрузки ;

б) скважность сигнала 2 ± 0,05 в диапазоне от 10 Гц до 100 кГц и 2 ± 0,2 в диапазоне от 100 кГц до I МГц;

в) длительность фронта и среза при сопротивлении нагрузки 50 ± 0,5 Ом не превышает 50 нс

10. Коэффициент гармоник сигнала при наибольшем уровне выходного сигнала на сопротивлении нагрузки 50± 0,25 Ом не превышает:

0,3% на частотах от 100 Гц до 100 кГц;

0,5% на частотах от 10 до 100 Гц и от 100 до 200 кГц ; 1% на частотах от 200 кГц до I МГц;

4% на частотах от I до 10 МГц.

Решение задач.

Задача  № 1

С помощью осциллографа наблюдают периодический сигнал. Определить значение частот, на которых будут первые семь гармоник спектра, и значения частоты на которую следует настраивать режекторный фильтр измерителя нелинейных искажений..

Решение

fn=nfu; fc = коэф. развертки = 1

f1 = = 0,25 МГц

f2 = = 0,5 МГц

f3 = = 0,75 МГц

f4 = = 1 МГц

f5 = = 1,25 МГц

f6 = = 1,5 МГц

f7 = = 1,75 МГц

fреж = 0,25 МГц

Ответ: f = 0.25; 0.5; 0.75; 1; 1.25; 1.5; 1.75 МГц;   fреж = 0,25 МГц

Задача № 2

Изобразить спектр амплитуд, рассчитать коэф. гармоник и коэф нелинейных искажений для сигнала, мгновенное значение напряжения которого изменяется по закону 26sinωt+11sin2ωt+9sin3ωt

Ответ: коэффициент гармоник Кг = 55%;     коэффициент нелинейных

Похожие материалы

Информация о работе