2.2. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа состоит из двух частей. В первой части исследуется автокорреляционная функция помехи, определяющая ее скорость изменения и частотный спектр. Во второй части устанавливается зависимость отношения сигнал/помеха на выходе интегратора от отношения сигнал/помеха на входе. Схема установки для измерения автокорреляционной функции приведена на рис. 2.4, в ее состав входят источник шума, состоящий из генератора случайных слов и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), и линия задержки. Остальные элементы носят вспомогательный характер. Для наблюдения применяется двухканальный осциллограф. Перед началом работы в генератор слов загружается файл «norm.dp». На осциллографе устанавливается режим «X/Y», позволяющий на одну пару отклоняющих пластин (X) подавать непосредственно случайный сигнал, а на вторую (Y)  задержанный. Задержка τ_з определяется параметрами линии, которые можно редактировать, дважды щелкнув по изображению линии задержки. На экране вычерчивается фигура, контуры которой представляют собой эллипс. По размерам осей этого эллипса можно определить коэффициент корреляции:

, (2.6)

где а, в – большая и малая ось соответственно, мм.

Рис. 2.4. Схема для исследования функции АКФ

Чувствительности каналов X и Y осциллографа должны быть одинаковыми.

Во второй части лабораторной работы проверяется способность интегратора изменять соотношение сигнал/помеха в зависимости от интервала корреляции Δτ (другими словами, от скорости изменения помехи).

Схема для исследования работы интегратора приведена на рис. 2.5, в ее состав входят следующие устройства: генератор шума, источник сигнала, линия связи (сумматор), интегратор. Для наблюдения процессов используется двухканальный осциллограф, работающий в обычном режиме. Соответствующими клавишами можно отключать на входе интегратора либо сигнал, либо помеху.

Рис. 2. 5. Схема исследования интегратора

2.3. Порядок выполнения лабораторной работы

Определение функции автокорреляции производится в следующем порядке:

1) запустить программу WB.5;

2) открыть файл «Автокорреляция»;

3) загрузить в генератор слов файл «norm.dp»;

4) изучить схему исследования;

5) Изменяя время τ_з линии задержки (1, 3, 5, 7, 10, 30 мкс), измерить длины осей эллипсаи по формуле(2.6) рассчитать зависимость r = f (τ). Для установки задержки необходимо редактировать параметры линии, для чего дважды щелкнуть по ее изображению. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Результаты измерения и расчета АКФ

 , мкс
А, мм
в, мм
r

Исследование интегратора производится в следующем порядке:

1) открыть файл «Интегратор», находящийся в папке «Лабораторные работы»;

2) изучить схему лабораторной установки;

3) выключив шум, с помощью осциллографа снять эпюры входного и выходного напряжений интегратора. Определить максимальные амплитуды сигнала U_{c вх} и U_{c вых};

4) выключить сигнал и включить шум;

5) с помощью переменного сопротивления установить максимальный уровень шума;

6) зарисовать осциллограммы шума на входе и выходе интегратора;

7) методом 6 определить уровень шума в вольтах на входе (U_{ш вх}) и выходе (U_{ш вых}) интегратора (см. описание метода в предыдущей работе);

8) повторить п. 7, задавая уровень шума 90, 80, 70, 60 и 50 %. Рассчитать соотношение сигнал/помеха на входе (К_вх) и выходе (К_вых) интегратора. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 2.2;

9) открыть панель настройки генератора слов и сменить частоту генератора с 30 на 2 кГц;

10) повторить п. 4 – 8.

Таблица 2.2.

Результаты измерения соотношения сигнал/помеха

Uc вх, В
Uc вых, В
Uш вх, В
Uш вых, В
К вх
К вых