Главная База знаний "Allbest" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Анализ преобразования и передачи сигналов

Анализ преобразования и передачи сигналов

Основные методы анализа преобразования и передачи сигналов линейными цепями. Физические процессы в линейных цепях в переходном и установившемся режимах. Нахождение реакции цепи операционным методом, методами интеграла Дюамеля и частотных характеристик.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 04.03.2012
Размер файла 724,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

10

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство транспорта и коммуникации Республики Беларусь

Департамент по авиации

Минский государственный высший авиационный колледж

Кафедра РЭО

Курсовая работа

по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»

На тему:

«Анализ преобразования и передачи сигналов»

Выполнил:

Курсант 3-го курса гр. Р-109

Скорбо Вадим Николаевич

Проверил:

Крескиян Сергей Викторович

Минск - 2010г.

Содержание

  • Введение
  • 1. Находим реакции цепи операционным методом
  • 2. Нахождение реакции цепи методом интеграла Дюамеля
  • 3. Нахождение реакции цепи методом частотных характеристик
  • Список используемых источников
  • Введение
  • В результате выполнения курсовой работы необходимо:
  • 1. Глубоко изучить физические процессы в линейных цепях в переходном и установившемся режимах;
  • 2. Приобрести навыки применения основных методов анализа, преобразования сигналов линейными цепями;
  • 3. При инженерных расчетах применять дискретное преобразование Фурье и алгоритма быстрого преобразования Фурье.
  • Задача анализа формулируется следующим образом: известны схема исследуемой цепи и входной сигнал u1(t), требуется определить выходной сигнал u2(t) и проанализировать зависимость его формы от параметров цепи.
  • Задачу анализа необходимо решить несколькими методами: операционным методом, методом интеграла Дюамеля и частотным методом.
  • Дано:
  • R = 360 Ом; C = 0,042 мкФ;
  • = 10 В; = 4 В;
  • 16 мкс;
  • Изменяемый параметр R.
  • 1. Входной сигнал

2. Схема линейной цепи.

1. Находим реакции цепи операционным методом

1. Входной сигнал представим в виде суммы двух простейших:

2. Найдем изображения входного сигнала по таблице преобразований Лапласа и используем теорему запаздывания:

(1)

3. Передаточную функцию цепи можно найти через операционные сопротивления ветвей с помощью законов Ома и Кирхгофа в операционной форме:

где

4. Найдем изображение выходных сигналов, умножив их на передаточную функцию цепи:

5.Выходной сигнал можно найти по таблице преобразований Лапласа как сумму частных реакций:

6. Построение временных характеристик выходного сигнала, проведем с шагом для трех значений изменяемого параметра С.

t

U (C=0,042)

U (C=0,084)

U (C=0,021)

0

0

0

0

0,5

-0,126868

-0,0655144

-0,2381369

1

-0,2438248

-0,1298359

-0,4318152

1,5

-0,3520985

-0,1930409

-0,5913692

2

-0,4527649

-0,2552008

-0,724731

2,5

-0,5467666

-0,3163824

-0,8379892

3

-0,6349292

-0,3766485

-0,9358166

3,5

-0,7179763

-0,4360576

-1,0218002

4

-0,7965417

-0,4946645

-1,098693

4,5

-0,8711807

-0,5525206

-1,1686082

5

-0,9423796

-0,609674

-1,2331678

5,5

-1,0105649

-0,6661695

-1,2936166

6

-1,0761098

-0,7220494

-1,3509101

6,5

-1,1393415

-0,777353

-1,4057819

7

-1,2005466

-0,8321171

-1,4587949

7,5

-1,2599762

-0,8863764

-1,5103811

8

-1,3178503

-0,9401631

-1,5608721

8,5

-1,3743616

-0,9935074

-1,6105227

9

-1,4296789

-1,0464377

-1,659528

9,5

-1,4839503

-1,0989805

-1,7080382

10

-1,5373052

-1,1511606

-1,7561682

10,5

-1,5898573

-1,2030012

-1,8040066

11

-1,641706

-1,2545239

-1,851621

11,5

-1,6929384

-1,3057493

-1,8990635

12

-1,743631

-1,3566962

-1,9463741

12,5

-1,7938505

-1,4073825

-1,9935835

13

-1,8436557

-1,4578249

-2,0407151

13,5

-1,8930978

-1,508039

-2,0877871

14

-1,9422219

-1,5580394

-2,1348133

14,5

-1,9910673

-1,6078398

-2,1818043

15

-2,0396685

-1,6574529

-2,2287684

15,5

-2,0880559

-1,7068909

-2,2757118

16

-2,1362559

-1,7561648

-2,3226392

16,5

-1,8715736

-1,6437739

-1,7827442

17

-1,6396855

-1,5385758

-1,3683472

17,5

-1,4365283

-1,4401102

-1,0502764

18

-1,2585424

-1,3479462

-0,8061408

18,5

-1,1026089

-1,2616804

-0,6187542

19

-0,9659955

-1,1809355

-0,4749254

19,5

-0,8463086

-1,1053581

-0,3645295

20

-0,7414509

-1,0346175

-0,279795

20,5

-0,6495851

-0,9684042

-0,214757

21

-0,5691014

-0,9064283

-0,1648369

21,5

-0,4985897

-0,8484188

-0,1265208

22

-0,4368144

-0,7941218

-0,0971112

22,5

-0,3826931

-0,7432996

-0,0745378

23

-0,3352774

-0,69573

-0,0572115

23,5

-0,2937365

-0,6512048

-0,0439128

24

-0,2573425

-0,609529

-0,0337053

24,5

-0,2254577

-0,5705204

-0,0258705

25

-0,1975235

-0,5340083

-0,019857

25,5

-0,1730503

-0,4998329

-0,0152412

26

-0,1516094

-0,4678446

-0,0116984

26,5

-0,132825

-0,4379036

-0,0089791

27

-0,1163679

-0,4098787

-0,0068919

27,5

-0,1019499

-0,3836473

-0,0052899

28

-0,0893183

-0,3590947

-0,0040603

28,5

-0,0782518

-0,3361134

-0,0031165

29

-0,0685564

-0,3146028

-0,0023921

29,5

-0,0600622

-0,2944689

-0,001836

30

-0,0526205

-0,2756235

-0,0014092

Рис.1 - Временные диаграммы выходного сигнала

2. Нахождение реакции цепи методом интеграла Дюамеля

1. Входной сигнал , при анализе цепи этим методом, удобно представить суммой простых сигналов:

преобразование передача сигнал линейная цепь

2. Для определения временной характеристики цепи следует воспользоваться передаточной функцией цепи :

Используя обратное преобразование Лапласа получим H(t):

3. Построение временных характеристик проведем с шагом мкс для 3-х значений изменяемого параметра C:

t, мкс

h(t) (C=0,041)

h(t) (C=0,041)

h(t) (C=0,041)

0

0

0

0

1

0,058112233

0,03097502

0,10271634

2

0,10271634

0,058112233

0,163230094

3

0,136952269

0,081887143

0,198880842

4

0,163230094

0,10271634

0,219883933

5

0,183399666

0,120964797

0,232257582

6

0,198880842

0,136952269

0,239547327

7

0,210763436

0,150958892

0,243841968

8

0,219883933

0,163230094

0,24637209

9

0,226884381

0,173980892

0,247862673

10

0,232257582

0,183399666

0,248740826

11

0,236381788

0,191651453

0,249258177

12

0,239547327

0,198880842

0,249562967

13

0,24197704

0,20521451

0,249742528

14

0,243841968

0,210763436

0,249848315

15

0,245273396

0,21562485

0,249910637

16

0,24637209

0,219883933

0,249947353

17

0,247215394

0,223615317

0,249968984

18

0,247862673

0,226884381

0,249981727

19

0,248359492

0,229748408

0,249989235

20

0,248740826

0,232257582

0,249993658

Рис.2 - Временные диаграммы переходной характеристики

4. Выходной сигнал найдем с помощью формулы интеграла Дюамеля:

;

;

;

.

6. Расчет и построение временных диаграмм такое же, как в пункте (6) задания 1.

Рис.3 - Временные диаграммы выходного сигнала

3. Нахождение реакции цепи методом частотных характеристик

1. Спектральная функция входного сигнала может быть найдена при использовании известных свойств и преобразований Фурье, а также спектральных функций типовых сигналов.

Данный сигнал представим как сумму двух треугольных импульсов и найдем его спектр:

где

2. После этого АЧС цепи представим как модуль функции:

3. ФЧС представим как аргумент:

w

Su1(w)

Фu1(w)

0

387,232

0

0,2

359,824

0,050626

0,4

126,5359

-1,47055

0,6

38,59134

0,147934

0,8

1,915315

-1,37791

1

16,30202

0,234488

1,2

15,34694

-1,2985

1,4

7,382753

0,306063

1,6

1,081054

-1,23511

1,8

6,03694

0,36119

2

6,334984

-1,18809

2,2

3,219621

0,400414

2,4

0,83908

-1,15625

2,6

3,533631

0,425356

2,8

3,750515

-1,13771

3

1,862564

0,438003

Рис. 4 - Амплитудно-частотный спектр

Рис. 5 - Фазо-частотный спектр

4. Комплексная частотная характеристика цепи находиться с помощью известной передаточной функции с заменой

;

5. После этого АЧХ цепи как модуль комплексного коэффициента передачи:

;

А ФЧХ как аргумент:

;

w

k(w)

Ф(w)

0

0,25

0

0,2

0,199424

-0,64733

0,4

0,13791

-0,98647

0,6

0,10086

-1,15552

0,8

0,078492

-1,25143

1

0,063938

-1,31217

1,2

0,053822

-1,35381

1,4

0,04642

-1,38403

1,6

0,040782

-1,40693

1,8

0,036353

-1,42487

2

0,032783

-1,43928

2,2

0,029848

-1,45112

2,4

0,027391

-1,46101

2,6

0,025307

-1,4694

2,8

0,023516

-1,47659

3

0,021961

-1,48284

Рис.5 - Амплитудно-частотная характеристика

Рис.6 - Фазо-частотная характеристика

6. Аналитическое выражение для спектральной функции выходного сигнала определяется КЧХ и спектральной функцией входного сигнала:

;

Подставим значения спектральной функции в программу ЭВМ, получим значения выходного сигнала:

w

S (С=0,042)

Ф (С=0,042)

S (С=0,084)

Ф (С=0,084)

S (С=0,021)

Ф (С=0,021)

0

96,808

0

96,808

0

96,808

0

0,2

71,75754

-0,5967

49,62333

-0,93584

84,1452

-0,31077

0,4

17,45057

-2,45702

9,932057

-2,72198

25,2343

-2,11788

0,6

3,892323

-1,00759

2,077063

-1,20588

6,381117

-0,70018

0,8

0,150337

-2,62934

0,07811

-2,78484

0,264141

-2,36438

1

1,042319

-1,07768

0,534429

-1,20479

1,906

-0,84965

1,2

0,826003

-2,65231

0,420368

-2,75951

1,547892

-2,45402

1,4

0,342707

-1,07797

0,173613

-1,17053

0,652495

-0,9034

1,6

0,044088

-2,64204

0,022268

-2,72342

0,084854

-2,48654

1,8

0,219461

-1,06368

0,110609

-1,13625

0,425622

-0,92371

2

0,20768

-2,62737

0,104515

-2,69284

0,405046

-2,50026

2,2

0,096099

-1,05071

0,048307

-1,11033

0,188213

-0,93437

2,4

0,022983

-2,61726

0,011544

-2,67199

0,045161

-2,51006

2,6

0,089426

-1,04404

0,044884

-1,09461

0,176162

-0,94468

2,8

0,088197

-2,6143

0,044245

-2,6613

0,174099

-2,52174

3

0,040904

-1,04484

0,020511

-1,08873

0,080876

-0,95822

-0,2

71,75754

-0,5967

49,62333

-0,93584

84,1452

-0,31077

-0,4

17,45057

-2,45702

9,932057

-2,72198

25,2343

-2,11788

-0,6

3,892323

-1,00759

2,077063

-1,20588

6,381117

-0,70018

-0,8

0,150337

-2,62934

0,07811

-2,78484

0,264141

-2,36438

-1

1,042319

-1,07768

0,534429

-1,20479

1,906

-0,84965

-1,2

0,826003

-2,65231

0,420368

-2,75951

1,547892

-2,45402

-1,4

0,342707

-1,07797

0,173613

-1,17053

0,652495

-0,9034

-1,6

0,044088

-2,64204

0,022268

-2,72342

0,084854

-2,48654

-1,8

0,219461

-1,06368

0,110609

-1,13625

0,425622

-0,92371

-2

0,20768

-2,62737

0,104515

-2,69284

0,405046

-2,50026

-2,2

0,096099

-1,05071

0,048307

-1,11033

0,188213

-0,93437

-2,4

0,022983

-2,61726

0,011544

-2,67199

0,045161

-2,51006

-2,6

0,089426

-1,04404

0,044884

-1,09461

0,176162

-0,94468

-2,8

0,088197

-2,6143

0,044245

-2,6613

0,174099

-2,52174

-3

0,040904

-1,04484

0,020511

-1,08873

0,080876

-0,95822

Рис.7 - Амплитудно-частотная характеристика

Рис.8 - Фазо-частотная характеристика

Рис.9 - Временные диаграммы выходного сигнала

Список используемых источников

1. Методическое пособие «Анализ преобразования и передачи сигналов в аналоговых и дискретных цепях»/ Составитель Крескиян С.В. - Мн.: МГВАК, 2009.

2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986.

3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет выходной реакции линейной цепи с помощью операционного метода и метода прямой свертки

    Методика анализа преобразования сигналов линейными цепями, их физические процессы в различных режимах. Особенности применения дискретного преобразования Фурье и алгоритма быстрого преобразования Фурье в инженерных расчетах. Выходная реакция линейной цепи.

    курсовая работа [171,1 K], добавлен 19.12.2009

  • Расчет характеристик типового радиотехнического звена

    Математические модели сообщений, сигналов и помех. Основные методы формирования и преобразования сигналов в радиотехнических системах. Частотные и временные характеристики типовых линейных звеньев. Основные законы преобразования спектра сигнала.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.01.2013

  • Искажения и помехи сигналов

    Искажения фазомодулированных (манипулированных) сигналов. Особенности передачи ЧМ сигналов, влияние неравномерностей частотных характеристик канала на форму передачи. Аддитивные, мультипликативные и флуктуационные помехи, причины их возникновения.

    реферат [98,6 K], добавлен 01.11.2011

  • Исследование радиотехнических сигналов

    Исследование спектральных характеристик электроэнцефалограммы. Гармонический анализ периодических и непериодических сигналов, их фильтрация и прохождение через нелинейные цепи. Расчёт сигнала на выходе цепи с использованием метода интеграла Дюамеля.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.12.2013

  • Методы передачи двоичных сигналов

    Радиотехнические системы передачи информации: методы передачи, регистрации и хранения двоичных сигналов. Неидентичность характеристик канала, действия помех, виды искажения сигналов. Общие принципы и закономерности построения РТС, техническая реализация.

    реферат [92,1 K], добавлен 01.11.2011

  • Устройство передачи импульсных сигналов в цепях, содержащих элементы полосковых линий

    Расчет комплексного коэффициента передачи источника сигналов, построение его амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик в заданном диапазоне частот. Несимметричная полосковая линия передачи, оценка ее качества, первичные и вторичные параметры.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.07.2013

  • Коррекция частотных искажений сигналов

    Основное требование безискаженной передачи сигналов: функция группового времени задержки должна быть частотно независимой величиной. Физические свойства усилителей, фильтров и проводных линий. Причины возникновения амплитудных и фазо-частотных искажений.

    реферат [619,9 K], добавлен 24.06.2009

  • Сигнализация

    Общая характеристика классификация систем сигнализации, их типы и особенности: абонентская, межстанционная и внутристанционная. Способы передачи линейных и управленческих сигналов. Принципы и основные этапы передачи современных информационных сигналов.

    презентация [229,8 K], добавлен 17.12.2013

  • Виды сигналов, их спектры. Приборы для анализа спектров сигналов

    Сигнал - материальный носитель информации и физический процесс в природе. Уровень, значение и время как основные параметры сигналов. Связь между сигналом и их спектром посредством преобразования Фурье. Радиочастотные и цифровые анализаторы сигналов.

    реферат [118,9 K], добавлен 24.04.2011

  • Анализ избирательных цепей в частотной и временной областях

    Расчет отклика в цепи, временных характеристик цепи классическим методом, отклика цепи интегралом Дюамеля, частотных характеристик схемы операторным методом. Связь между частотными и временными характеристиками. Амплитудно-частотные характеристики.

    курсовая работа [215,0 K], добавлен 30.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены