2 Цель: исследование временного (осциллограммы) и частотного (спектра) описания гармонических сигналов в программной среде MATLAB R2007b.
Перечень учебных материалов, технических средств, оборудования
- персональные компьютеры с лицензионным программным обеспечением и выходом в сеть Интернет;
- современные антивирусные программы;
- программный пакет Matlab R2007b с встроенным приложением GUI SPTool (Graphic User Interface Signal Processing Toolbox).
4 Инструктаж по технике безопасности ________________________________
(проводится преподавателем на первом занятии в соответствии с инструкцией по технике безопасности данной лаборатории; студенты, прошедшие инструктаж, должны поставить свою подпись в контрольном листе инструктажа; студенты, не прошедшие инструктаж, к выполнению лабораторных работ не допускаются)
Общие теоретические сведения
Рассмотрены в практической работе №1.
Задание на лабораторную работу (Технология выполнения)
Задание 1. Исследовать осциллограмму аналогового гармонического сигнала. Параметры сигнала взять из практической работы №1.
Рассмотрим пример выполнения задания, если параметры сигнала:
Амплитуда 15В; Частота 
Гц
Пример М-файла моделирования осциллограммы:
t=0:0.000001:0.0001 % вывод осциллограммы за t=0.0001,
x=15* sin(15000*2* pi* t) % Sin с требуемыми параметрами,
Figure(1)
plot( t, x) % вывод осциллограммы на рис.7,
ylabel(' Magnitude'), grid on %подпись оси y (ампл. напряжения)
xlabel('Time[C]') %подписываем ось x
Результаты моделирования приведены на рис. 7.
Рис. 7. Осциллограмма синуса.
Задание 2. Исследование частотного представления гармонического сигнала (спектра) в программной среде MATLAB R2007b.
Рассмотрим пример выполнения задания при N= 15.
Пример М-файла:
t =0:0.00001:0.0001 % время наблюдения сигнала
n =256 % количество отсчетов сигнала
x =15* sin (15000*2* pi * t ) % исследуемый сигнал
y = fft ( x , n ) % дискретное преобразование Фурье
m = abs ( y )/ n % модуль ДПФ
f =((0:( n -1))*100000/( n -1)) % дискретная частота
figure (1)
plot ( f , m ) % график спектра
ylabel (' Magnitude '), grid on % модуль амплитуды
xlabel('Frequency [hertz]') % частота в Гц
Результаты моделирования приведены на рис. 8.
Рис. 8. Спектр синуса.
Вывод: в результате компьютерного моделирования спектра гармонического сигнала, содержащего гармонику на частоте N=15кГц, следует, что совпадает с теоретическими расчетами практической работы «Исследование математических моделей радиотехнических сигналов». Наличие высшей гармоники в спектре гармонического сигнала не имеет физического смысла, а обуславливается особенностями комплексного представления дискретных преобразований Фурье, используемого в MATLAB R2007b для определения спектра сигнала.
Задание 3. Изменить параметры исследуемого сигнала, увеличив в 2 раза N. Провести исследования сигнала в соответствии с заданиями 1,2. Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.
Задание 4. Провести сравнительный анализ результатов теоретического исследования в практической работе №1 и компьютерного моделирования в лабораторной работе №1, письменно сделать выводы.
7 Контрольные вопросы
1. Изложить методику исследования математических моделей детерминированных сигналов программной среде MATLAB R2007b.
Список рекомендуемой литературы
1. Микушин А.В., Сажнев А.М., Седина В.И. «Цифровые устройства и микропроцессоры», СПб.: БХВ-Петербург – 2010.
2. Угрюмов Е.П. «Цифровая схемотехника»,2-е издание. Учебное пособие для ВУЗов. СПб. 2009.
3. Солонина А. И., Улахович Д. А., Арбузов С. М., Соловьева Е. Б., Гук И. И. Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций. СПб.: БХВ-Петербург, 2010.
Приложения
Требования к отчету по выполнению лабораторных работ.
Отчет должен содержать:
1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Результаты моделирования (программу М-файла, осциллограммы и спектры зарисовать или распечатать).
4. Сравнительный анализ результатов теоретического расчета и компьютерного моделирования.
5. Выводы по работе.
Практическая работа № _2_
Количество часов, отводимых на выполнение практической работы _2_
1 Тема: «Исследование математических моделей дискретизированных сигналов»
2 Цель : Исследовать процесс дискретизации и восстановления гармонических сигналов.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 622.
