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
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
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.