Исследование спектральных характеристик периодических и непериодических сигналов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на лабораторную работу

Тема работы

Исследование спектральных характеристик периодических и непериодических сигналов.

Цель работы

Получить практический навык в исследовании спектров периодических сигналов задержанных и не задержанных во времени.

Практически исследовать влияние временных параметров сигналов на их амплитудно-частотные и фазочастотные спектры.

Исследование влияния параметров периодического сигнала на амплитудно-частотный и фазочастотный спектры периодического сигнала

Исследование спектра периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов

Исследуемый сигнал - последовательность прямоугольных импульсов с параметрами:

длительность мкс;

амплитуда В;

период мкс.

Осциллограмме сигнала, восстановленного по 20 гармоникам, показана на рисунке 1.

Скважность сигнала:

Амплитудный и фазовый спектры сигнала показаны на русинках 2 и 3.

Рисунок 1 - Осциллограмма сигнала

Рисунок 2 - Амплитудный спектр сигнала

Рисунок 3 - Фазовый спектр сигнала

По диаграммам амплитудного и фазового спектров определено:

постоянная составляющая на нулевой частоте В;

интервал между составляющими спектра кГц;

интервал между составляющими с нулевой амплитудой кГц; частоты первого и второго нуля амплитудного спектра кГц, кГц;

под каждой аркой огибающей т.е. между соседними нулями, располагается четыре гармоники с ненулевыми амплитудами;

абсолютная величина фазы дискретно изменяется на рад; значение абсолютной фазы всех гармоник, расположенных по частоте под четвертой аркой спектра рад; периодический сигнал амплитудный частотный

Исследование влияния изменения периода повторения на спектр периодического сигнала

Период следования импульсов мкс. Скважность:

Амплитудный и фазовый спектры сигнала показаны на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 - Амплитудный спектр сигнала

Рисунок 5 - Фазовый спектр сигнала

По диаграммам спектров определено:

постоянная составляющая на нулевой частоте В - уменьшилась пропорционально изменению скважности;

частоты гармоник спектра не изменились;

под каждой аркой огибающей т.е. между соседними нулями, располагается пять гармоник с ненулевыми амплитудами;

первый ноль огибающей амплитудного спектра расположен между пятой и шестой гармониками;

в спектр отсутствует 11-я гармоника, т.к. на эту частоту попадает второй ноль огибающей и её амплитуда равна нулю;

в фазовом спектре увеличилось количество частот на каждой «ступеньке»;

Исследование влияния изменения длительности импульсов на спектр периодического сигнала

Длительность импульса мкс. Скважность:

Диаграммы амплитудного и фазового спектров показаны на рисунках 6 и 7.

Рисунок 6 - Фазовый спектр сигнала

Рисунок 7 - Фазовый спектр сигнала

По диаграммам спектров определено:

постоянная составляющая на нулевой частоте В;

под каждой аркой огибающей т.е. между соседними нулями, располагается три гармоники с ненулевыми амплитудами;

отношение квадратов действующих значений первой и второй гармоник:

на частотах 4 МГц, 8 МГц, 12 МГц и т.д. фазы гармоник отображать не имеет смысла, т.к. на этих частотах амплитуды гармоник равны нулю.

Исследование влияния изменения времени задержки на спектр периодического сигнала

В исследуемый сигнал вводится задержка мкс. Диаграммы спектров амплитуд и фаз полказана на рисунках 8 и 9.

Рисунок 8 - Фазовый спектр сигнала

Рисунок 9 - Фазовый спектр сигнала

По диаграммам спектре определено:

амплитудный спектр не изменился с введением задержки;

огибающая фазового спектра имеет вид лесенки с наклонными ступенями. В точках, соответствующих нулям частотного спектра, происходит скачкообразное изменение фазы, а между этими точками фаза изменяется линейно.

главное значение фазы тринадцатой гармоники 17,2°.

Исследование влияния временной формы периодического сигнала на амплитудно-частотный и фазочастотный спектры

Форма сигнала в виде последовательности треуголбных импульсов показана на рисунке 10.

Рисунок 10 - Форма сигнала

Амплитудный и фазовый спектр сигнала показаны на рисунках 11 и 12.

При увеличении длительности треугольных импульсов увеличивается ширина арок огибающей амплитудного спектра.

Рисунок 11 - Амплитудный спектр сигнала

Рисунок 12 - Фазовый спектр сигнала

Размещено на Allbest.ru