методичка к 7-й лабе (554129)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)«МАИ»Кафедра теоретической радиотехникиЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА«Спектральный анализ периодических сигналов»Утверждено на заседании кафедры 40531 августа 2006 г.протокол № 1Москва, 2006 г.Цель работыЭкспериментальное исследование спектров периодических сигналов,спектральный и временной анализ прохождения периодических сигналов черезлинейные цепи 1-го порядка.Порядок выполнения лабораторной работы1.
Исследование спектра гармонического сигнала.1.1. Собрать схему подключения приборов и измерительного стенда длянаблюдения гармонического сигнала и его спектра в соответствии с рис. 1. Вкачестве источника сигнала используется генератор низкой частоты (ГНЧ). Рекомендуется при этом использовать синхронизацию ГНЧ и осциллографа, атакже разветвитель (строенную клемму) измерительного стенда для одновременного подключения измерительных приборов.синхронизацияГНЧАнализаторспектраmVОсциллографСтендРис.
1. Схема подключения приборов и измерительного стенда для наблюдениягармонического сигнала и его спектра.1.2. Установить на ГНЧ значение частоты гармонического сигнала f0 иамплитуду сигнала A согласно номеру варианта.ВариантЧастота f0, кГцАмплитуда A, В120,2240,4360,6480,85101,06121,27141,48161,69181,810202,01.3. Получить осциллограмму и спектрограмму сигнала, занести их в отчет.1.4. Измерить по осциллограмме амплитуду сигнала A и период повторения T.1.5.
Измерить милливольтметром действующее значение сигнала Aд.1.6. Измерить по анализатору спектра с помощью встроенного частотомера частоту гармоники f0.1.7. Произвести расчет периода повторения сигнала T = 1 / f0, сравнив полученное значение с периодом сигнала по осциллограмме, и указать на графикеспектра в отчете высоту спектральной линии A.22. Исследование спектра периодических прямоугольных импульсов.2.1. Собрать схему подключения приборов и измерительного стенда длянаблюдения периодических прямоугольных импульсов и их спектра в соответствии с рис. 2. В качестве источника сигнала используется генератор импульсов(ГИ).
Рекомендуется при этом использовать синхронизацию ГИ и осциллографа, а также разветвитель измерительного стенда для одновременного подключения измерительных приборов.синхронизацияГИАнализаторспектраОсциллографСтендРис. 2. Схема подключения приборов и измерительного стенда для наблюденияпериодических прямоугольных импульсов и их спектра.2.2. Установить на ГИ период повторения импульсов T, длительность импульсов τ, амплитуду импульсов A согласно номеру варианта.ВариантПериод T, мсДлительность τ , мксАмплитуда A, В10,110120,220230,2525340,440450,550560,875671807891,25 2,0100 12589102,5200102.3.
Получить осциллограмму и спектрограмму сигнала, занести полученные зависимости в отчет.2.4. Установить на ГИ длительность импульсов 2⋅τ. Занести полученнуюосциллограмму и спектрограмму в отчет.2.5. Установить на ГИ период повторения импульсов T / 2, длительностьимпульсов τ. Занести полученную осциллограмму и спектрограмму в отчет.2.6.
Для всех экспериментов измерить по осциллограмме амплитуду импульсов A, период повторения T и длительность τ.2.7. Для всех экспериментов произвести расчет скважности q = T / τ, частоты повторения сигнала F = 1 / T, ширины главного лепестка огибающей спектра ΔF = 1 / τ, значения постоянной составляющей сигнала A0 = A τ / T.2.8. Для всех экспериментов на спектрограмме указать значения частотгармоник спектра и соответствующее значение постоянной составляющей A0.33. Исследование периодического сигнала на выходе линейной цепи.3.1. Собрать схему подключения приборов и макета (см.
рис. 3) для наблюдения периодического сигнала и его спектра на выходе цепи первого порядка в соответствии с рис. 4. Чтобы подать сигнал на вход четырехполюсника,требуется соединить перемычкой клемму 8 макета и заземляющую шину на измерительном стенде.Рис. 3. Схема макета.синхронизацияВходГИМакетВыходОсциллограф8АнализаторспектраРис. 4. Схема подключения приборов и макета для наблюденияпериодического сигнала и его спектра на выходе цепи первого порядка.3.2. Для линейной цепи согласно номеру варианта получить и зарисоватьреакцию цепи на короткий прямоугольный импульс. На вход макета податьсигнал с ГИ, установив длительность импульсов τ = 1 мкс, амплитуду импульсов A = 10 В.
Подобрать период повторения импульсов так, чтобы реакция насоседние импульсы не накладывалась друг на друга. Определить постояннуювремени и граничную частоту полосы пропускания цепи первого порядка в соответствии с рис. 5.ВариантТип цепиh(t )2 π f гр1, 3, 5, 7, 9Интегрирующая (RC)h(t )Интегрирующая цепь2 π f гр ⋅ e−tτ RC2, 4, 6, 8, 10Дифференцирующая (CR)Дифференцирующая цепь(1)τCR⋅ u (t )− 2 π f гр ⋅ etτRCt−tτ CR⋅ u (t )− 2 π f грРис. 5. Импульсная характеристика цепи первого порядка.43.3. Выбрать длительность прямоугольного импульса τИ согласно номеруварианта и установить ее на ГИ.ВариантДлительность импульса τИ1, 3, 5, 7, 9τИ = 0,2 ÷ 0,3 τRC2, 4, 6, 8, 10τИ = 5÷8 τCRПериод повторения импульсов T выбрать в 4÷5 раз больше длительностиимпульса τИ, амплитуду импульсов установить A = 5 В.3.4.
Получить осциллограмму и спектрограмму сигнала на входе и выходемакета, занести полученные зависимости в отчет.3.5. Определить и зарисовать амплитудно-частотную характеристику цепи первого порядка исходя из полученных спектров сигнала на входе и выходемакета.4. Сделать выводы по проделанной работе.В выводах отразить:− влияние параметров гармонического сигнала на его амплитудныйспектр;− влияние параметров периодических прямоугольных импульсов на ихамплитудный спектр;− временной и спектральный анализ прохождения периодических прямоугольных импульсов через линейные цепи 1-го порядка.5Контрольные вопросы1. Что представляет собой спектр гармонического сигнала?2.
Как связаны параметры гармонического сигнала: период повторения,амплитуда и начальная фаза с параметрами гармоники в спектре?3. Что представляет собой спектр периодических прямоугольных импульсов?4. Сколько гармоник в спектре периодических прямоугольных импульсов?5. Как частота первой гармоники в спектре сигнала связана с частотойповторения импульсов?6.
Как длительность прямоугольного импульса связана с шириной главного лепестка огибающей спектра периодических прямоугольных импульсов?7. Что такое скважность?8. Чем определяется число гармоник в пределах ширины главного лепестка огибающей спектра периодических прямоугольных импульсов?9. Что такое постоянная составляющая?10. Как определить постоянную составляющую во временной и частотнойобласти?11. Как во временной области изменяется форма импульсов на выходе линейной цепи?12.
Как изменяется спектр прямоугольных импульсов на выходе линейнойцепи?13. Что происходит с постоянной составляющей на выходе RC- и CRцепи?6.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
