Описание лабораторной установки
Лабораторная установка включает в себя: лабораторный макет с генератором импульсов, дискретизатором и набором фильтров, осциллограф, анализатор спектра.
Задание и указания к выполнению работы
В данной работе исследуется восстановление дискретизированных исходных сигналов прямоугольной формы, гауссовской формы и формы вида sin(x)/x.
1. Получить и зарисовать импульсную характеристику и модуль комплексного коэффициента передачи:
а) для RC-фильтра;
б) для фильтра нижних частот (ФНЧ);
в) для полосового фильтра (ПФ).
Для этого необходимо подать на вход фильтра последовательность импульсов малой длительности. Тогда осциллограмма будет приближенно соответствовать импульсной характеристике, а спектр сигнала на выходе фильтра — модулю комплексного коэффициента передачи.
2. Получить и зарисовать осциллограммы и спектры сигналов, подлежащих дискретизации. Номера исследуемых сигналов задаются преподавателем.
3. Получить и зарисовать осциллограммы и спектры дискретизированных сигналов для двух частот дискретизации — 22 и 44 кГц.
4. Получить и зарисовать осциллограммы и спектр восстановленных сигналов. Восстановление производить с помощью всех фильтров поочередно для двух частот дискретизации — 22 и 44 кГц.
5. Наблюдать на осциллографе результат восстановления гармонического колебания при плавном изменении частоты исходного сигнала. Зарисовать ряд качественно различающихся осциллограмм и указать частоты исходного сигнала, при которых эти осциллограммы получены.
|
|
|
6. Исследовать процесс восстановления гармонического колебания с частотой, равной 
, при изменении начальной фазы последовательности дискретизирующих импульсов. Зарисовать осциллограммы для трех различных вариантов указанной начальной фазы.
Содержание отчета
Отчет по работе должен включать в себя следующие материалы:
Теоретические:
1. Для «идеального» ФНЧ с частотой среза 
= 11 кГц определить минимальную длительность прямоугольного импульса — такую, чтобы при его дискретизации и последующем восстановлении передавались все составляющие спектра с амплитудами, большими 0,1 от максимальной, т. е. 3 лепестка функции 
.
2. Определить частоту дискретизации, минимально необходимую при использовании фильтра, указанного в п. 1 ( = 11 кГц).
3. Изобразить синтезируемые сигналы и их дискретные отсчеты, следующие через 1/22 мс (45,45 мкс) и 1/44 мс (22,73 мкс):
а) видеоимпульс прямоугольной формы с длительностью, рассчитанной в п.1;
б) радиоимпульс прямоугольной формы с несущей частотой 
= 44 кГц и длительностью, рассчитанной в п.1.;
в) гармонический сигнал с частотой 
= 11 кГц.
|
|
|
4. Построить спектр сигнала, указанного в п.3а.
Экспериментальные:
1. Блок‑схему лабораторной установки.
2. Импульсные и амплитудно-частотные характеристики фильтров.
3. Осциллограммы и спектрограммы дискретизированных и восстановленных сигналов.
4. Выводы по полученным результатам.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте теорему Котельникова и поясните ее смысл.
2. В чем состоит отличие сигналов с ограниченным спектром от реально существующих сигналов?
3. Каким образом синтезируют радиоимпульс по дискретным отсчетам видеоимпульса? Каким условиям должно удовлетворять значение частоты дискретизации w0 в этом случае?
4. Какими способами можно уменьшить погрешности при восстановлении сигналов?
5. В чем польза предварительной (до дискретизации) фильтрации непрерывного сигнала с помощью ФНЧ?
6. Как будет выглядеть спектр дискретизированного сигнала при использовании отсчетных импульсов вида sinc(3πt/T), где T — период дискретизации?
7. Определить необходимую крутизну спада АЧХ ФНЧ (дБ/кГц), обрабатывающего сигнал со следующими характеристиками: 
кГц, 
кГц, подавление мешающего сигнала не менее 80 дБ.
8. Указать допустимые частоты дискретизации для выделения сигнала полосовым фильтром. Параметры сигнала и фильтра следующие: 
кГц, 
кГц, 
кГц.
|
|
|
9. Спектр сигнала сосредоточен в полосе 0…15 кГц. Необходимо после дискретизации и восстановления получить радиосигнал со средней частотой 100 кГц. Перечислите все возможные варианты значения частоты дискретизации сигнала.
10. Дискретизация и немедленное (без передачи сигнала) восстановление континуального сигнала невозможны без определенных информационных потерь (шум дискретизации, например). Тем не менее, дискретные сигналы все шире используются в радио- и телекоммуникационной технике. Почему?
11. Найти спектр сигнала, дискретизированного симметричными треугольными импульсами длительностью T, следующими с периодом 4T.
12. Сигнал s(t) = cos(2p×1000 t) подвергнут дискретизации с периодом, равным 1, и затем восстановлен путем линейной интерполяции отсчетов. Определить спектр результирующего сигнала.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!