для решения / ЛабЗ1

Лабораторная работа №1. Исследование спектров сигналов.

Цель работы.

1. Научиться экспериментально исследовать амплитудно-частотные спектры основных видов радиосигналов и определять их параметы.

2. Получить практические навыки в работе с КПА и вычислительной техникой.

Содержание работы.

1. Уяснение методики выполнения работы.

2. Исследование АЧС сигналов.

3. Обработка полученных результатов и оформление отчетов.

Описание лабораторное оборудования.

Формирование и исследование радиосигналов, в общем случае, осуществляется по следующей схеме.

Задающий генератор или генератор несущей вырабатывает высокочастотное колебание, один из параметров которого управляется модулирующим генератором. Осциллограф позволяет наблюдать временную реализацию сигнала, спектроанализатор – амплитудно-частотный спектр.

Применяемые в данной работе модели этого процесса позволяют наблюдать сигнал и его АЧС на экране монитора компьютера.

Порядок выполнения работы.

1. Исследование АМ-сигнала.

Запустить программу "Matlab".

Зайти в меню "файл" и выбрать там пункт "открыть". Выбрать из выданных преподавателем файлов "amsign".

Откроется текстовый документ – m-модель приложения "Матлаб".

В этой модели обучаемым разрешается вносить изменения только в две строчки под номерами 5 и 6. Переменная "UMOD" – это величина модулирующего напряжения, и ее можно изменять в пределах от 1 до 10 В. Переменная "FMOD" – это частота модуляции, и ее можно изменять в пределах от 2000 до 10000 Гц.

После внесения разрешенных изменений в модели зайти в пункт меню "Отладка", выбрать там "сохранить и запустить". После выполнения программы наблюдать на экране осциллограмму и спектр сигнала.

Установить частоту модуляции 4000 Гц. Менять амплитуду модуляции от 1 до 10 вольт. Изобразить три пары графиков с малой, средней и близкой к стопроцентной глубиной. Вычислить в каждом случае глубину модуляции по виду сигнала и спектра.

Изменять частоту модуляции в пределах о 2000 Гц до 10000 Гц. Изобразить, как меняется спетр (2-3 картинки).

Для выполнения вычислений заполнить таблицу.

Параметры сигнала		Осциллограмма			Спектрограмма
fн, кГц	fм, кГц	Амин	Амакс	m		Аmн	Аmб	m

2.Исследование ЧМ-сигнала.

Зайти в меню "файл" и выбрать там пункт "открыть". Выбрать из выданных преподавателем файлов "fmsign".

В открывшейся модели обучаемым также разрешается вносить изменения только в две строчки под номерами 5 и 6. Переменная "FMOD" – это частота модулирующего напряжения, и ее можно изменять в пределах от 2000 до 10000 Гц.Переменная "beta" – это индекс угловой модуляции, и ее можно изменять в пределах от 0,4 до 20.

После внесения разрешенных изменений в модели зайти в пункт меню "Отладка", выбрать там "сохранить и запустить". После выполнения программы наблюдать на экране осциллограмму и спектр сигнала.

Установить частоту модуляции 4000 Гц. Изменять индекс модуляции от 0, 4 до 20. Наблюдать, как изменяется вид сигнала и АЧС. Изобразить несколько картинок.

Изменять частоту модуляции (от 2000 до 10000 Гц). Наблюдать за изменениями спектра.

Изобразить картинку со спектром, указанную преподавателем. Определить индекс угловой модуляции.

3. Исследование спектров последовательностей радиоимпульсов.

Запустить программу "spectran".

На главной панели выбрать сигнал прямоугольной формы. Установить длительность импульсов 4 мкс, период следования 16 мкс, количество гармоник в спектре -40.

Нажать на главной панели кнопку "Модуляция сигнала", в появившемся окне нажать "Радиозаполнение" и выбрать частоту несущего колебания 1000 КГц.

Изобразить сигнал и его АЧС. Увеличить в 2-3 раза период следования импульсов. Зарисовать АЧС. Уменьшить в 2 раза длительность импульсов. Зарисовать АЧС.

Содержание отчета.

Отчет о лабораторной работе должен содержать:

- наименование и цель работы;

- результаты измерений, сведенные в таблицу;

- осциллограммы и спектрограммы АМ-сигнала (3 штуки);

- спектрограммы последовательностей радиоимпульсов (3 штуки) с указание параметров сигнала;

- спектрограмму ЧМ-сигнала с указанием индекса угловой модуляции;

- выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. Дать определение АМ-сигнала.

2. Что такое глубина модуляции.

3. Изобразить АМ-сигнал с заданной глубиной модуляции.

4. Изобразить АЧС АМ-сигнала с заданной глубиной модуляции.

5. Как определить частоту несущего колебания АМ-сигнала, если известны частоты боковых составляющих?

6. Что произойдет со спектром АМ-сигнала, если изменятся: частота несущего колебания, частота модуляции, амплитуда модулирующего колебания?

7. Что произойдет со спектром радиоимпульсов, если изменятся: частота несущего колебания, период следования, длительность импульсов?

8. Как связаны длительность импульса и ширина спектра?

9. Что такое ЧМ-сигнал?

10. Что такое индекс угловой модуляции, девиация частоты, ширина спектра для ЧМ и ФМ сигналов?

11. Как по виду АЧС ЧМ-сигнала определить индекс угловой модуляции?