Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Красноярский институт железнодорожного транспорта

филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

 

 

Кафедра : «Системы обеспечения движения поездов»

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Теория передачи сигналов»

 

 

Выполнил: студент группы:

СОД.2-12-1

К-12-СОД.2-0273к

Пономарев Владимир Александрович

Проверил:

Ильин Евгений Сергеевич

 

Красноярск

КрИЖТ ИрГУПС

2015г.

Лабораторная работа №1.

Тема: Спектральный анализ сигналов.

Цель: Исследование формы и спектра гармонических и импульсных сигналов. Формирование знаний и умений анализа сигналов на основе реальных и виртуальных устройств, а также приобретение опыта моделирования различных сигналов и исследования спектральных характеристик при изменении параметров сигналов.

Оборудование: вольтметр, двулучевой осциллограф и ПК в режимах отдельных устройств, а также приборы с программным обеспечением РС Lab2000, работающие совместно с ПК, для успешного использования которых целесообразно обратиться к инструкции и меню Help PC_Lab2000.

 
 

а)
б)

Рисунок 1 – Осциллограмма и спектр гармонического сигнала с частотой 5,2кГц.

S(t)=Acos*(wt+y) A=5.2В

w=2πf=6.28*5.2=32.65.

 
 

S(w)=Aπ[δ(w-w0)=δ(w+w0)]

W0=2πf=6.28*5.2*103=32656

 
 

а)

б)

Рисунок 2 – Осциллограмма и спектр бигармонического сигнала с частотой 5,2кГц.

 
 

а)

б)

Рисунок 3 – Осциллограмма и спектр импульсного сигнала.

 

 

Временное и частотное описание одиночного импульсного сигнала.

Все многообразие сигналов, используемых при передаче информации, можно разделить на две группы: детерминированные и случайные. Первые характеризуются тем, что в любые моменты времени их значения являются известными величинами. Сигналы, значения которых в любые моменты времени заранее неизвестны, называются случайными. Существуют две равноценные формы представления сигналов как функций времени и частоты. Соответственно, любой непрерывный сигнал может быть изображен в виде временной диаграммы и в виде частотной или спектральной диаграммы. Так, временная и спектральная диаграммы гармонического колебания , где - амплитудное, т.е. максимальное значение сигнала, 0 - угловая частота, , - период колебаний, - начальная фаза, показаны на рис. 4.


 

Рисунок 4

И та, и другая формы изображения сигналов равноценны. Каждая из них несет сведения об амплитуде, частоте или периоде колебаний; по ширине спектральной линии или просто по спектру можно судить о продолжительности сигнала Т. Если , т.е. сигнал монохроматичен, в его составе только одна гармоника. Это бывает в том случае, когда продолжительность сигнала равна бесконечности. Если Т уменьшается, спектр "размывается", , в составе сигнала появляется бесконечно много бесконечно близких к 0 гармонических составляющих, амплитуда каждой из которых бесконечно мала. Реально ни один сигнал не существует бесконечно долго, иначе его энергия была бы равна бесконечности. Поэтому время существования сигнала Т - относительно. Для гармоники частотой 1МГц время существования Т=1мс практически «бесконечно». Заметим, что гармоническое колебание (рис.4) является самым простым колебанием, т.к. оно происходит с минимальной затратой энергии.

Почти всякое колебание в природе происходит по гармоническому закону, по закону синусоидальных или косинусоидальных колебаний. На первой взгляд прямоугольные колебания кажутся даже проще гармонических - постоянное напряжение включается и выключается, однако, при этом происходит, например, перенос заряда из одного потенциального состояния в другое мгновенно, что требует очень больших затрат энергии, поэтому такие колебания являются одними из самых сложных. Спектральное представление сигналов в технике является более удобным, особенно при описании случайных сигналов. Спектральное представление сигналов дает возможность определить, как с допустимыми искажениями по форме пропустить данный сигнал через элементы канала, линии связи, фильтры, усилители и другие устройства, всегда имеющие ограниченную полосу пропускания, которые, как и сигналы, могут быть представлены функциями частоты. Строго говоря, гармонические колебания, как и более сложные периодические колебания, являясь детерминированными, не могут нести информации и, следовательно, не считаются сигналами. Это - модели сигналов, носители информации, на параметры которых может быть нанесена информация.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.