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: 247

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.

Передначаломвыполненияработынеобходимоознакомитьсясназначением элементов управления, находящейся на передней панели прибора.Функциональноеразделениеэлементовприборапредоставленонарисунке5.Рисунок 5 – Передняя панель генератора AFG30211 Кнопкиэкранногоменю;2 Кнопка основного (верхнего) меню;3 Функциональныекнопки;4 Кнопки быстрого доступа;5Цифроваяклавиатура;

  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.
USBразъемнеобходимдляподключениякперсональномукомпьютеру,сцельюобновленияпрограммногообеспеченияосциллографаилипередачи7данныхдляпостроениясигналапроизвольнойформы.Вследствиевышеупомянутых причин,данныйразъемне используется.Сигналы синхронизации в данной работе также не будут использоваться,т.к.намибудетиспользоватьсялишьфункционал,предоставленныйгенератором.Кнопкименютакженеиспользуютсявданнойработе.Для управления генератором возможно использование кнопок экранногоменю,где,переходяотодногоэлементаменюкдругому,можноизменятьопределенные параметры сигнала. Для продвинутых же пользователей имеютсякнопки быстрого доступа, которые позволяют быстро перейти к требуемому

параметру. Данные кнопке перечислены в таблице 1, где отражены русское ианглийскоенаименованиеданныхкнопок.Таблица1–Кнопкибыстрогодоступа

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 связаннымидруг с другом функциями, прочие кнопки являются такими же связанными.Например, при задании сигнала синусоидальной формы, можно выставить емуамплитуду в 1 В и смещение в 0,1 В. Полученный сигнал будет находиться вдиапазоне от минус 0,9 В до 1,1 В. Такой же сигнал можно получить, задавверхнююграницув1,1 В,перейдявсоответствующееменюспомощьюдвойногонажатиякнопки«Амплитуда/Вверх».Инижнюю на уровнеминус0,9В,перейдявсоответствующееменюдвойнымнажатиемкнопки«Смещение/Нижний».Длязаданияформысигналаиспользуютсяфункциональныекнопки.Возможные формы сигналов отражены в таблице 2.Таблица2Возможныевидысигналов:



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

Дляпостроенияпервыхчетырехсигналовдостаточновыбратьсоответствующую кнопку функционального меню. Для построения остальныхстандартныхсигналовнеобходимонажатьнакнопку«More».Послечегонажать на кнопку «More Waveform Menu» (Доп. Меню форм сигнала), где инаходятсятребуемые сигналы.Кнопка«Arb»позволяетсоздаватьсигналыпроизвольнойформыиливыбиратьуже имеющиесясреди сохраненных.Генераторпозволяетиспользоватьчетырережимазапуска:

  • непрерывный («Continous»);

  • модуляция («Modulation»);

  • качание («Sweep»);

  • пачка («Burst.»);

  • выбор режима запуска осуществляется нажатием соответствующей кнопки на лицевой панели прибора.
Привыборережима«непрерывный»,будетстроитьсястандартный,заданный нами график. При выборе режима «модуляция» происходит переносспектра сигнала на частоту несущего. Режим «Качание» позволяет изменятьчастоту сигнала по линейному или логарифмическому закону. «Пачка» - выдаеттребуемоечислосигналов заданнойформы.Длягенерациисигналастребуемымипараметраминеобходимовыполнитьследующие действия:

    • выбрать требуемую форму сигнала;

    • выставить соответствующие параметры сигнала;

    • задать необходимый режим запуска.
Вданнойработеследуетпроизвестиналожениеконтрольногосигналасшумом.Для этогонеобходимо:

    • 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

«NoiseLevel»(уровеньшума);

    • 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 работывоспользоватьсяцифровымосциллографомGDS-820.Данныйосциллографпозволяетвреальномвремениотображатьспектрвходногосигнала,чтонеобходимо при выполнении данной работы. Внешний вид передней панелиосциллографапредставленнарисунке 6.Рисунок6–ВнешняяпанельгенератораGDS-820Всвязистем,чтомеханизмработыосциллографаинастройкапростейшегоустройстваданноготипаизучаетсяврамкахпредмета,связаннымисметрологическимиметодикамиизмерения,далеебудутперечисленыособенностивработесданнымосциллографом.

      1. Органы управления синхронизацией прибора
Для осуществления синхронизации прибором необходимо найти органыуправлениясхемойсинхронизации,представленныенарисунке7.Рисунок7–ОрганыуправлениясхемойсинхронизацииНаданномрисункепредставленакнопкавключенияосциллографа,индикаторработы,кнопка«МЕНЮ»ирегуляторустановкиуровнясинхронизации.Длязаданиянеобходимойсинхронизации