РТЦиС_метода к лабам. Радиотехнические цепи и сигналы лабораторный практикум

• Название: Радиотехнические цепи и сигналы лабораторный практикум
• Анкор: РТЦиС_метода к лабам.doc
• Дата: 26.12.2017
• Размер: 1.84 Mb.
• Имя файла: РТЦиС_метода к лабам.doc
• Тип: Практикум; #13019
• страница: 15 из 25

7.2. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка включает в себя: лабораторный макет с генератором импульсов, дискретизатором и набором фильтров, осциллограф, анализатор спектра.

7.3. 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) дляRC-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 ₀ 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(21000 t) подвергнут дискретизации с периодом, равным 1, и затем восстановлен путем линейной интерполяции отсчетов. Определить спектр результирующего сигнала.