Главная страница
Навигация по странице:

  • Цель работы

  • Реализация сигналов

  • Треугольный импульс

  • Амплитудная модуляция

  • Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ)

  • Широтно-импульсная модуляция(ШИМ)

  • Радиоимпульс

  • Уравнение 4-го порядка

  • Лабораторная работа 4 Воспроизведение детерминированных сигналов


    Скачать 430.47 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 4 Воспроизведение детерминированных сигналов
    Анкорlab_4_v3_ITVP.docx
    Дата30.07.2018
    Размер430.47 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаlab_4_v3_ITVP.docx
    ТипЛабораторная работа
    #20754
    КатегорияИнформатика. Вычислительная техника

    САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

    имени В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ»



    Лабораторная работа №4

    «Воспроизведение детерминированных сигналов»


    Цель работы: изучить возможности воспроизведения детерминированных сигналов с помощью виртуальной модели генератора сигналов и графического редактора Флэш.

    Задание на работу:

    1. Изучить инструкцию по работе с виртуальным генератором сигналов.

    2. Воспроизвести по заданию преподавателя сигналы заданной формы с различными параметрами следующих видов: синусоидальный, параболический, линейный, экспоненциальный, прямоугольные импульсы.

    3. Воспроизвести по заданию преподаватели сигналы путем арифметических действий с сигналами заданной формы и с заданными характеристиками: затухающие и незатухающие колебания; сигналы амплитудной, амплитудно-импульсной модуляции; сигнал биений; полиномиальные сигналы 3 и 4 степеней; дискретизованные сигналы и др.

    4. Для каждого из вышеперечисленных видов сигналов по результатам их моделирования определить их амплитудные и частотные характеристики, сравнить их с расчетными значениями.





    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    1

    Прямоугольный импульс

    А=80; Т=200

    А1=80; Т1=200

    А2=27; Т2=67

    2

    Треугольный импульс

    А=130; Т=250

    А1=-105; Т1=250; 1=1,57

    А2=-12; Т2=83; 2=1,57

    3

    Биения

    Т1=18; Т2=20; А1=50; А2=60;

    Аmax=109; Amin=17; T=220

    4

    Амплитудная модуляция

    Т1=10; Т2=120;

    m=0.5; 0.7; 1.0

    m=0.5;A1=10;A2=4;C1=20;C2=0

    m=0.7;A1=10;A2=4;C1=13;C2=0

    m=1.0;A1=10;A2=4;C1=10;C2=0

    5

    Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ)

    Сигнал синусоида

    A1=10; T1=250; C1=20

    A2=5; T2=10; x=1

    6

    Широтно-импульсная модуляция(ШИМ)




    A1=10; T1=80; x1=30

    A2=10; T2=90; x2=55

    7

    Радиоимпульс




    A1=20;T1=15

    A2=20; T2=100; x2=50

    8

    Уравнение 4-го порядка




    A1=-0.025; 1=10; C1=15

    A2=0.018; 2=10; C2=-20


    Реализация сигналов

    1. Прямоугольный импульс

    Разложение в ряд Фурье имеет вид:





    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    1

    Прямоугольный импульс

    А=80; Т=200

    А1=80; Т1=200

    А2=27; Т2=67



    Рис.1

    1. Треугольный импульс

    Разложение в ряд Фурье имеет вид:





    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    2

    Треугольный импульс

    А=130; Т=250

    А1=-105; Т1=250; 1=1,57

    А2=-12; Т2=83; 2=1,57



    Рис.2

    1. Биения

    Биения возникают при сложении двух гармонических колебаний, отличающихся по частоте на небольшую величину, и проявляются в появлении более низкочастотных изменений амплитуды суммарного сигнала, по сравнению с исходными частотами. X1(t) = A1sin(2πf1t);
    X2(t) = A2sin(2πf2t)
    Результирующее колебание имеет вид

    Xб(t) = 2Acos((ω2 – ω1)/2)t) sin((ω2 + ω1)/2)t); ) где: ω2 = 2π f2; ω1 = 2π f1

    Амплитуда колебаний при этом меняется от минимального значения равного разности исходных амплитуд до максимального значения, равного сумме амплитуд исходных колебаний, и вновь до минимального значения Абмин = A1 - A2; Абмакс = A1 + A2.

    Период биений равен Тб = 1/(f2 - f1), Частота биений равна fб = 1/Тб




    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    3

    Биения

    Т1=18; Т2=20; А1=50; А2=60;

    Аmax=110; Amin=10; Tб=180 fб=0,0056

    Аmax=109; Amin=17; Tб=180

    fб=0,0056



    Рис.3

    1. Амплитудная модуляция

    Амплитудная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда. Допустим, что мы хотим промодулировать несущее колебание с частотой f1,синусоидальным сигналом с частотой f2. Выражение для несущего колебания (начальную фазу положим равной нулю, имеет вид)
    Х1(t) = А1sin(2πf1t);
    Выражение для модулирующего синусоидального сигнала с частотой f2 << f1 имеет вид
    Х2 (t) = А2sin(2πf2t)
    Тогда модулированный сигнал имеет вид
    Хмод(t) = А[1+ msin(2πf2t) ]sin(2πf1t)
    Формула описывает несущий сигнал Хc(t), модулированный по амплитуде сигналом Хм(t) с коэффициентом модуляции m.

    Амплитуда модулированного сигнала меняется от Амин = А(1-m) до Амакс = А(1+m).

    Величина m характеризует относительное изменение амплитуды модулированного колебаний (см. рис).

    m=(Амакс - Амин)/(Амакс + Амин) - коэффициент модуляции.



    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    4

    Амплитудная модуляция

    Т1=120; Т2=10;

    m=0.5; Amax=120; Amin=40

    m=0.7; Amax=88.4; Amin=15.6

    m=1.0; Amax=80; Amin=0

    A1=10; A2=4;

    m=0.5;Amax=120;Amin=40;C1=20;C2=0

    m=0.7;Amax=88; Amin =15;C1=13;C2=0

    m=1.0; Amax =80; Amin =0;C1=10;C2=0

    m=0.5



    Рис.4.1

    m=0.7



    Рис.4.2

    m=1



    Рис.4.3

    1. Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ)

    По закону модулирующего (управляющего) сигнала Х(t) изменяется амплитуда несущих импульсов постоянной длительности
    τи =const и периода Tи = const.

    Амплитуда импульсов в момент времени ti имеет вид

    A(ti) = кХ(ti), к = const.



    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    5

    Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ)

    Сигнал синусоида

    A1=10; T1=250; C1=20

    A1=10; T1=250; C1=20

    A2=5; T2=10; x=1



    Рис.5

    1. Широтно-импульсная модуляция(ШИМ)

    По закону управляющего сигнала s(t) меняется только длительность импульса tи. при постоянстве периода T: A= const, T= const, t(t) = t0+ks(t).



    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    6

    Широтно-импульсная модуляция(ШИМ)




    A1=10; T1=80; x1=30

    A2=10; T2=90; x2=55



    Рис.6

    1. Радиоимпульс

    Радиоимпульсом называют ограниченный во времени синусоидальный сигнал, временное изображение которого приведено на рис.7. Этот импульс используется при радиопередаче импульсных сигналов.



    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    7

    Радиоимпульс




    A1=20;T1=15

    A2=20; T2=100; x2=50



    Рис.7

    1. Уравнение 4-го порядка

    Уравнение 4-го порядка имеет вид: s(x)=a1*x4+ a2*x3+ a3*x2+ a4*x+c

    Можно получить путем операции умножения двух сигналов вида y(x)=A*x2




    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    8

    Уравнение 4-го порядка

    A1=-0.025; A2=0.018;

    X1=-5; X2=80

    A1=-0.025; 1=10; C1=15

    A2=0.018; 2=10; C2=-20

    X1=-5; X2=80



    Рис.8

    Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы получили следующие данные:



    Сигнал

    Характеристики сигнала Амплитудные, временные(период), частотные

    Характеристики сигнала

    Экспериментальные

    1

    Прямоугольный импульс

    А=80; Т=200

    А1=80; Т1=200

    А2=27; Т2=67

    2

    Треугольный импульс

    А=130; Т=250

    А1=-105; Т1=250; 1=1,57

    А2=-12; Т2=83; 2=1,57

    3

    Биения

    Т1=18; Т2=20; А1=50; А2=60;

    Аmax=110; Amin=10; Tб=180 fб=0,0056

    Аmax=109; Amin=17; Tб=180

    fб=0,0056

    4

    Амплитудная модуляция

    Т1=120; Т2=10;

    m=0.5; Amax=120; Amin=40

    m=0.7; Amax=88.4; Amin=15.6

    m=1.0; Amax=80; Amin=0

    A1=10; A2=4;

    m=0.5;Amax=120;Amin=40;C1=20;C2=0

    m=0.7;Amax=88; Amin =15;C1=13;C2=0

    m=1.0; Amax =80; Amin =0;C1=10;C2=0

    5

    Амплитудно-импульсная модуляция(АИМ)

    Сигнал синусоида

    A1=10; T1=250; C1=20

    A1=10; T1=250; C1=20

    A2=5; T2=10; x=1

    6

    Широтно-импульсная модуляция(ШИМ)




    A1=10; T1=80; x1=30

    A2=10; T2=90; x2=55

    7

    Радиоимпульс




    A1=20;T1=15

    A2=20; T2=100; x2=50

    8

    Уравнение 4-го порядка

    A1=-0.025; A2=0.018;

    X1=-5; X2=80

    A1=-0.025; 1=10; C1=15

    A2=0.018; 2=10; C2=-20

    X1=-5; X2=80
    написать администратору сайта