Практика аппаратурного анализа сигналов во временной и частотной областях

Министерство науки и высшего образования Российской

Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Томский государственный университет систем управления и

радиоэлектроники»

Кафедра телекоммуникаций и основ радиотехники (ТОР)

Отчет по лабораторной работе №1

по курсу «Сигналы электросвязи»

Практика аппаратурного анализа сигналов

во временной и частотной областях

Выполнил:

студент гр. 111

____________Батенко Д.М.

«        »_____________2022г.

Проверил:

преподаватель

___________Труханенко К.А.

«        »_____________2022г.

Томск 2022

1. Цель работы

Изучить оборудование лабораторного стенда и приобрести практические навыки по аппаратурному анализу сигналов во временной и частотной областях.

1. Домашнее задание

Физические характеристики сигналов:

• Длительность сигнала определяет время, на которое занимается канал связи при передаче по нему того или иного сигнала;
• Ширина спектра сигнала - определяется как отношение максимальной мощности сигнала к наименьшей. Обычно используют логарифмическую меру динамического диапазона:
• Динамический диапазон - диапазон изменения уровней сигнала;
• Объем сигнала пропорционален объему информации, им переносимой.

Классификация сигналов.

По способу задания сигнала:

• Регулярные - заданные аналитической функцией;
• Детерминированные - принимающие произвольные значения в любой момент времени. Для описания таких сигналов используется аппарат теории вероятностей;

         По форме:

• Простые - описываются простой математической моделью;
• Сложные - не могут быть описаны простой математической моделью.

По характеристикам:

• Аналоговые - могут принимать любые значения по уровню в некоторых пределах и являются непрерывными функциями времени;
• Дискретные - могут принимать некоторые значения из определенных как по уровню так и/или по времени;
• Цифровые - является частным случаем дискретного сигнала, он представляет собой сигнал, который может принимать одно из двух возможных значений по амплитуде (логического нуля или единицы).

Математически сигнал может быть представлен во временном виде, как график некоторой функции во времени, а также в спектральном, как спектр распределения гармоник по частотам сигнала.

1. Описание лабораторной установки

Работа выполнена на лабораторном стенде использованием осциллографа Keysight InfiniiVision DSOX1102 G, На рисунке 1 приводится лицевая панель

осциллографа.

[pic 1]

Рисунок 1 – Лицевая панель осциллографа

 Keysight InfiniiVision DSOX1102 G

1. Ход эксперимента

1. Включение осциллографа и его подключение к макету “РАДИОСИГНАЛЫ”, чтобы изучить органы управления и методику работы с осциллографом.
2. Включаем кнопку [WaveGen] и выбираем гармонический сигнал, устанавливаем параметры: частота – 1 кГц, амплитуда – 1 В, смещение – 0 В.
3. Подключаем сигнальный провод генератора сигнала к любой общей точке макета, а серый к шине “земля” макета, подключаем провод первого канала осциллографа к той же точке.
4. Проводим измерения параметров сигнала с помощью кнопки “Meas”: амплитуда, период, постоянная составляющая. Переносим изображение сигнала в тетрадь, см. Рис. 5.1.
5. Выбираем в генераторе сигнала меандр и изменяем параметры: частота - 5 кГц, амплитуда - 1 В, смещение - 0 В, коэффициент заполнения 25%. Измеряем амплитуду, период и длительность импульса, переносим изображение сигнала в тетрадь, см. Рис. 5.2.
6. Включаем кнопку [WaveGen] и выбираем гармонический сигнал, устанавливаем параметры: частота – 1 кГц, амплитуда – 1 В, смещение – 0 В.
7. Проведём быстрое преобразование Фурье с помощью кнопки “FFT”, устанавливаем параметры: источник – 1, окно – Хеннинга, ед. измерения по вертикали – В, диапазон – 5 кГц, центр – 2,5 кГц, масштаб – 200 мВ, смещение – 806,25 мВ. Максимально ужимаем сигнал клавишами управления.
8. Измеряем амплитуду/частоту гармоник с помощью кнопки “Cursor”, источник – FFT. Устанавливаем курсор Y1/X1 на начало координат, зафиксировать значение Y1/ убедиться, что Х1 = 0. Устанавливаем курсор Y2/X2, его визирную метку ставим на гармонику. Вносим значения ΔY/X2 в таблицу 5.1. Строим спектр сигнала по таблице.

1. Результат лабораторного задания

Таблица 5.1 – Измерения гармоник спектра сигнала