Файл: Исследование генератора шума afg3021 и влияния шума на различные сигналы.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 57

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Число спектральных линий от

f 0 до FT

равно числу символов в тактовом

периоде, а интервал между ними на шкале частот

f

1


T(2 N1)

убывает с


ростом числа каскадов регистра сдвига Nочень быстро. При

N

спектр

стремится к сплошному, т.е. последовательность с ростом Nпо своим характеристикам быстро приближается к характеристикам «бинарного шума». При повышении частоты генератора импульсов сдвига (уменьшением Т) расширяется спектр сигнала, приближаясь к спектру «белого шума».

Из всего сказанного можно сделать вывод, что псевдослучайные сигналы могут успешно конкурировать со случайными в ряде технических применений. В частности они могут использоваться в качестве полноценных заменителей случайных сигналов при исследовании помехоустойчивости. В ряде случаев оказывается целесообразнее использование псевдослучайных сигналов в качестве замены случайных, т.к. у псевдослучайного сигнала, являющегося детерминированной функцией времени, проще задавать и контролировать в процессе генерации любые характеристики.

Для генерации псевдослучайных бинарных последовательностей попользуется регистр сдвига с обратной связью. Работа генератора синхронизируется тактовой частотой, которая получается при помощи кварцевого мультивибратора частотой 12МГц и ряда делителей.

  1. Описание эксплуатации приборов в рамках выполнения работы




    1. Описание эксплуатации генератора шума в рамках выполнения работы

При начале работы с генератором шума, необходимо учесть, что выполняются все технические требования к генератору шума, а именно:

  • температура окружающей седы в пределах от 0 до +45 С;

  • напряжение источника питания от 100 до 240 В при частоте от 47 до 63 Гц, или 115 В для частоты от 360 до 440 Гц;

  • устройство заземлено.


Перед началом выполнения работы необходимо ознакомиться с назначением элементов управления, находящейся на передней панели прибора. Функциональное разделение элементов прибора предоставлено на рисунке 5.




Рисунок 5 – Передняя панель генератора AFG3021 1 Кнопки экранного меню;

2 Кнопка основного (верхнего) меню; 3 Функциональные кнопки;

4 Кнопки быстрого доступа; 5 Цифровая клавиатура;

  1. Светодиод. Загорается когда прибор получает сигнал запуска от внутреннего или внешнего устройства;

  2. Входной разъем сигнала синхронизации; 8 Выходной разъем сигнала синхронизации; 9 Кнопки меню;

  1. Разъемы выходов K1 и К2;

  2. Возвращение к предыдущему меню; 12 Кнопка View (просмотр);

  1. Разъем USB;

  2. Выключатель питания.

USB разъем необходим для подключения к персональному компьютеру, с целью обновления программного обеспечения осциллографа или передачи

7

данных для построения сигнала произвольной формы. В следствие вышеупомянутых причин, данный разъем не используется.

Сигналы синхронизации в данной работе также не будут использоваться, т.к. нами будет использоваться лишь функционал, предоставленный генератором.

Кнопки меню также не используются в данной работе.

Для управления генератором возможно использование кнопок экранного меню, где, переходя от одного элемента меню к другому, можно изменять определенные параметры сигнала. Для продвинутых же пользователей имеются кнопки быстрого доступа, которые позволяют быстро перейти к требуемому

параметру. Данные кнопке перечислены в таблице 1, где отражены русское и английское наименование данных кнопок.

Таблица 1 Кнопки быстрого доступа


Запись на лицевой панели

Русский перевод

Frequency/Period

Частота/Период

Amplitude/High

Амплитуда/Вверх

Phase/Delay

Фаза/Задержка

Offset/Low

Смещение/Нижний

Duty/Width

Коэффициент заполнения/

Длительность

Leading/Trailing

Передний фронт/Задний фронт

Отметим, что так же, как кнопка частота/период являются связанными друг с другом функциями, прочие кнопки являются такими же связанными. Например, при задании сигнала синусоидальной формы, можно выставить ему амплитуду в 1 В и смещение в 0,1 В. Полученный сигнал будет находиться в диапазоне от минус 0,9 В до 1,1 В. Такой же сигнал можно получить, задав верхнюю границу в 1,1 В , перейдя в соответствующее меню с помощью двойного нажатия кнопки «Амплитуда/Вверх». И нижнюю на уровне минус 0,9 В, перейдя в соответствующее меню двойным нажатием кнопки

«Смещение/Нижний».

Для задания формы сигнала используются функциональные кнопки.

Возможные формы сигналов отражены в таблице 2. Таблица 2 Возможные виды сигналов:



Форма сигнала

1

Синус

2

Прямоугольный

3

Пилообразный

4

Импульсный

5

Sin(x)/x

6

Шум

7

Постоянный ток

8

Функция Гаусса

9

Функция Лоренца

10

Нарастающая экспонента

11

Уменьшение по экспоненциальному закону

12

Функция Гаверсинуса


Для построения первых четырех сигналов достаточно выбрать соответствующую кнопку функционального меню. Для построения остальных стандартных сигналов необходимо нажать на кнопку «More». После чего нажать на кнопку «More Waveform Menu» (Доп. Меню форм сигнала), где и находятся требуемые сигналы.

Кнопка «Arb» позволяет создавать сигналы произвольной формы или выбирать уже имеющиеся среди сохраненных.

Генератор позволяет использовать четыре режима запуска:

  • непрерывный («Continous»);

  • модуляция («Modulation»);

  • качание («Sweep»);

  • пачка («Burst.»);

  • выбор режима запуска осуществляется нажатием соответствующей кнопки на лицевой панели прибора.

При выборе режима «непрерывный», будет строиться стандартный, заданный нами график. При выборе режима «модуляция» происходит перенос спектра сигнала на частоту несущего. Режим «Качание» позволяет изменять частоту сигнала по линейному или логарифмическому закону. «Пачка» - выдает требуемое число сигналов заданной формы.

Для генерации сигнала с требуемыми параметрами необходимо выполнить следующие действия:

    • выбрать требуемую форму сигнала;

    • выставить соответствующие параметры сигнала;

    • задать необходимый режим запуска.

В данной работе следует произвести наложение контрольного сигнала с шумом. Для этого необходимо:

    • выбрать необходимую форму сигнала;

    • установить режим «Непрерывный»;

    • нажать на передней панели кнопку верхнего меню «Top Menu»;

    • в выпадающем списке нажать кнопку «Output Menu» (меню выхода);

    • нажать на кнопку «Noise» (шум);

    • в подменю добавления шумов добавить шум, нажав кнопку добавления шумов;

    • включить соответствующий выход сигнала;

    • для настройки уровня сигнала шума нажмите на кнопку подменю


«Noise Level» (уровень шума);

    • для ввода значений воспользоваться универсальным манипулятором или клавиши цифровой клавиатуры;

    • вывести аддитивную смесь сигнала и шума на осциллограф, используя коаксиальный кабель.




    1. Описание эксплуатации осциллографа в рамках выполнения работы

В качестве осциллографа рекомендуем для выполнения данной работы воспользоваться цифровым осциллографом GDS-820. Данный осциллограф позволяет в реальном времени отображать спектр входного сигнала, что необходимо при выполнении данной работы. Внешний вид передней панели осциллографа представлен на рисунке 6.



Рисунок 6 Внешняя панель генератора GDS-820

В связи с тем, что механизм работы осциллографа и настройка простейшего устройства данного типа изучается в рамках предмета, связанными с метрологическими методиками измерения, далее будут перечислены особенности в работе с данным осциллографом.

      1. Органы управления синхронизацией прибора


Для осуществления синхронизации прибором необходимо найти органы управления схемой синхронизации, представленные на рисунке 7.



Рисунок 7 Органы управления схемой синхронизации

На данном рисунке представлена кнопка включения осциллографа, индикатор работы, кнопка «МЕНЮ» и регулятор установки уровня синхронизации.

Для задания необходимой синхронизации