Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти
Кубанський державний технологічний університет
Кафедра комп'ютерних технологій та інформаційної безпеки
Звіт з лабораторної роботи №5
Дисципліна: «Електротехніка»
«Дослідження спектральних характеристик коливань (сигналів)»
Виконав
Цандо Віталій
Краснодар 2013
Мета роботи:
. Вивчити особливості і властивості спектрального аналізу періодичних сигналів у системі комп'ютерного моделювання.
. Закріпити й удосконалювати практичні навички аналізу спектрального складу різних періодичних сигналів.
. Прищепити навички проведення наукових досліджень і використання вимірювальних приладів.
Навчальні питання:
. Дослідження спектрального складу періодичної послідовності прямокутних імпульсів.
. Дослідження спектрального складу періодичної послідовності прямокутних імпульсів при проходженні через диференціюються RC-коло.
. Дослідження спектрального складу періодичної послідовності прямокутних імпульсів при проходженні через інтегруючу RC-коло.
. Дослідження спектрального складу періодичної послідовності прямокутних імпульсів
Складемо електричну схему дільника напруги і підключимо до схеми вимірювальні прилади (функціональний генератор однополярних прямокутних імпульсів, осцилограф та вольтметри), як показано на малюнку 1.1.
Рис. 1.1. Схема для дослідження спектрального складу послідовності прямокутних імпульсів
спектральний сигнал імпульс комп'ютерний
Вольтметри V1 і V2 переведені в режим вимірювання постійного струму (режим DC) для вимірювання постійної складової вхідного і вихідного сигналів.
Фіксуємо форму вхідного і вихідного сигналів з екрана осцилографа, вимірявши при цьому період вхідний і вихідний імпульсних послідовностей, так як це зазначено на малюнку 1.2.
Для проведення спектрального аналізу (Фур'є-аналізу) необхідно використовувати опцію ANALYSIS. При зазначених у діалоговому вікні опціях результати моделювання (схема на малюнку 1.1) представлені лінійчатим спектром досліджуваного сигналу (рис. 1.3а, 1.3б) із зазначенням у його нижній частині коефіцієнта нелінійних спотворень у відсотках.
Рис. 1.2. Осцилограми вхідного і вихідного сигналів
Рис. 1.3. Спектр досліджуваного сигналу при q=2 (а - спектр вхідного сигналу; б - спектр вихідного сигналу)
Встановимо коефіцієнт заповнення «DUTYCYCLE» імпульсної послідовності D=20%, при цьому шпаруватість імпульсної послідовності q=5, (коефіцієнт заповнення - величина зворотна скважности імпульсної послідовності) і фіксуємо форму вхідного і вихідного сигналів з екрана осцилографа , так як це показано на малюнку 1.4.
Рис. 1.4. Осцилограми вхідного і вихідного сигналів при q=5
При зазначених у діалоговому вікні опціях результати моделювання (схема на малюнку 1.1) представлені лінійчатим спектром досліджуваного сигналу, так як показано на малюнках 1.5А, 1.5б.
Рис. 1.5. Спектр досліджуваного сигналу при q=5 (а - спектр вхідного сигналу; б - спектр вихідного сигналу)
Встановимо коефіцієнт заповнення «DUTYCYCLE» імпульсної послідовності D=10%, при цьому шпаруватість імпульсної послідовності q=10, (коефіцієнт заповнення - величина зворотна скважности імпульсної послідовності) і фіксуємо форму вхідного і вихідного сигналів з екрана осцилографа , так як це показано на малюнку 1.6.
Рис. 1.6. Осцилограми вхідного і вихідного сигналів при q=10
При зазначених у діалоговому вікні опціях результати моделювання (схема на малюнку 1.1) представлені лінійчатим спектром досліджуваного сигналу, так як показано на малюнках 1.7а, 1.7б.
Рис. 1.7. Спектр досліджуваного сигналу при q=10 (а - спектр вхідного сигналу; б - спектр вихідного сигналу)
Результати досліджень занесені в таблиці 1.
Таблиця 1. Результати досліджень
Частота повторення імпульсів F, ГцПеріод імпульсної після-ти Т, сДліт-сть імп...
