Файл: Исследование временных характеристик детерминированных сигналов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 36
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральноегосударственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»
Кафедра «Электрическая связь»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
по дисциплине
«Теория передачи сигналов»
ТЕМА РАБОТЫ
«Исследование временных характеристик детерминированных сигналов»
Выполнил:
| Обучающийся группы: АТ-930з | ________________ Дата, подпись | Штабин А.В. И.О. Фамилия |
| | | |
| Исправить замечания: | ________________ Дата, подпись | ___________________ Должность, И.О. Фамилия |
| Защита: ________________ Зачтено/не зачтено | ________________ Дата, подпись | _Агеев С.А._ Должность, И.О. Фамилия |
Санкт-Петербург
2022
Оценочный лист
| № п/п | Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков | Показатель оценивания | Критерии оценивания | Шкала оценивания | |
| 1 | Лабораторная работа № 1 | Наличие заготовки | Присутствует | 1 | |
| Отсутствует | 0 | ||||
| Правильность ответа на вопрос | Получены правильные ответы на вопросы | 3 | |||
| Получены частично правильные ответы | 1 | ||||
| Получены неправильные ответы | 0 | ||||
| Срок выполнения работы | Выполнение в срок | 2 | |||
| Выполнение с опозданием на 1 неделю и более | 0 | ||||
| Точность выводов | Выводы носят конкретный характер | 3 | |||
| Выводы носят формальный характер | 0 | ||||
| ИТОГО максимальное количество баллов | 10 | ||||
Цель работы: Ознакомиться с основными методами измерения и оценивания временных параметров и характеристик детерминированных сигналов, а также приобрести практические навыки выполнения этих измерений.
Теоретическая часть.
Измерение – нахождение физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.
Детерминированным сигналом называется сигнал, характеристики и параметры которого точно известны в любой момент времени. Результат измерения параметра сигнала, как правило, представляет собой лишь оценку измеряемой величины Ux, в котором заключена некоторая погрешность х, то есть:
Тогда абсолютная погрешность измерения:
Отношение абсолютной погрешности к действительному значению Ux или к результату измерения u называют относительной погрешностью:
Следует отметить, что х является случайной величиной.
Общий вид стенда, на котором производится исследование характеристик и измерение параметров детерминированных сигналов, представлен на рисунке 1.
Данный стенд с совместным использованием осциллографа GDS – 71062 позволяет измерять параметры периодических гармонических сигналов, параметры прямоугольных импульсов, а также параметры амплитудномодулированных одним тоном сигналов. Для приведения стенда в рабочее состояние необходимо подключить его к источнику переменного питания 220 В, 50 Гц и включить переключатель «ВКЛ / ВЫКЛ» в положение «ВКЛ». При проведении всех измерений черный сигнальный провод осциллографа должен быть подключен к разъему «» соответствующего модуля стенда.
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Для проведения измерений параметров гармонического сигнала необходимо подключить осциллограф к клемме «Выход» 1 кГц. С помощью органов управления осциллографа «ВОЛЬТ/ДЕЛ» и «ВРЕМЯ/ДЕЛ» добиться синхронизации изображения на экране осциллографа. Произвести соответствующие измерения периода, частоты, амплитуды гармонического колебания. Повторить измерения для сигналов с «Выход» 2 кГц и с «Выход» 200 кГц. Результаты измерений с оценками соответствующих погрешностей занести в таблицу измерений.
Расчётная часть
Расчёт характеристик синусоидального сигнала частотой 1кГц
Период сигнала частотой 1кГц
. Абсолютная погрешность измерения равна:T=875±25мс. Относительная погрешность измерений равна:
Частота сигнала – величина обратная периоду, следовательно
.Относительная погрешность измерений равна
Амплитуда сигнала А=10±0,5В. Относительная погрешность измерений равна
Расчёт характеристик синусоидального сигнала частотой 2кГц
Период сигнала частотой 2кГц
. Абсолютная погрешность измерения равна:T=440±10мс. Относительная погрешность измерений равна:
Частота сигнала – величина обратная периоду, следовательно
. Относительная погрешность измерений равна
Амплитуда сигнала А=10±0,5В. Относительная погрешность измерений равна
Расчёт характеристик синусоидального сигнала частотой 200кГц
Период сигнала частотой 200кГц
. Абсолютная погрешность измерения равна:T=9±0,25мс. Относительная погрешность измерений равна:
Частота сигнала – величина обратная периоду, следовательно
.
Относительная погрешность измерений равна
Амплитуда сигнала А=9±0,5В. Относительная погрешность измерений равна
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Для проведения измерений параметров сигнала прямоугольной формы необходимо подключить осциллограф к клемме «????(????)». С помощью органов управления осциллографа «ВОЛЬТ/ДЕЛ» и «ВРЕМЯ/ДЕЛ» добиться синхронизации изображения на экране осциллографа. Произвести соответствующие измерения периода, частоты, амплитуды колебания прямоугольной формы. Произвести оценку значения скважности последовательности прямоугольных импульсов, которая определяется как:
Смысл значений ????1 и ????2 поясняется на рисунке 2.
Рисунок 2
Далее, с помощью регулятора осциллографа «ВРЕМЯ/ДЕЛ» растянуть один импульс по времени и оценить время нарастания переднего и заднего фронтов прямоугольного импульса (рисунок 3) (определение динамических характеристик прямоугольного импульса).
Рисунок 3
Результаты измерений с оценками соответствующих погрешностей занести в таблицу измерений.
Расчётная часть
Расчёт характеристик прямоугольного сигнала
Период прямоугольного сигнала
. Абсолютная погрешность измерения равна:T=200±25мс. Относительная погрешность измерений равна:
Частота сигнала – величина обратная периоду, следовательно
. Относительная погрешность измерений равна
Амплитуда сигнала А=60±10В. Относительная погрешность измерений равна
Производится оценка значения скважности последовательности прямоугольных импульсов
t1= 200мс; t2= 220мс;
Определение динамических характеристик прямоугольного импульса
Рисунок 4 передний фронт импульса
Рисунок 5 задний фронт импульса
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АМПЛИТУДНО - МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
Гармонический сигнал, модулированный по амплитуде, имеет аналитическое выражение
Где ????- амплитуда немодулированного высокочастотного сигнала; ???? = 2????????; ????- несущая частота; Ω = 2????????; ????- модулирующая частота; ???? – коэффициент амплитудной модуляции
Для проведения измерений параметров модулированного гармонического сигнала необходимо подключить осциллограф к клемме «АМ». С помощью органов управления осциллографа «ВОЛЬТ/ДЕЛ» и «ВРЕМЯ/ДЕЛ» добиться синхронизации изображения на экране осциллографа. Произвести соответствующие измерения периода, частоты, амплитуды несущего гармонического колебания, а также этих параметром модулирующей частоты. Повторить измерения для сигналов с различными индексами модуляции (M=0.25, M=0.1 и M=0.5). Результаты измерений с оценками соответствующих погрешностей занести в таблицу измерений.
Расчётная часть
Амплитудно-модулируемый гармонический сигнал
Период амплитудно-модулируемого гармонического сигнала Т=900±25мс
Относительная погрешность измерений равна
Несущая частота амплитудно-модулируемого гармонического сигнала равна
Относительная погрешность измерений равна
Амплитуда амплитудно-модулируемого гармонического сигнала равна
А=10±0,5В
Относительная погрешность измерений равна
| | Данные с осциллографа | Абсолютная погрешность | Относительная погрешность | ||||
| Синусоидальный сигнал частотой 1кГц | Период | 875мс | ±25мс | 2,9% | |||
| Частота | 1,169кГц | | 2,1% | ||||
| Амплитуда | 10В | ±0,5В | 5% | ||||
| Синусоидальный сигнал частотой 2кГц | Период | 440мс | ±10мс | 2,3% | |||
| Частота | 2,326кГц | | 4,3% | ||||
| Амплитуда | 10В | ±0,5В | 5% | ||||
| Синусоидальный сигнал частотой 200Гц | Период | 9мс | ±0,25 | 2,7% | |||
| Частота< |
|||||||