Лабораторные практикумы / 1 Основы теории цепе основы схемотехники радиоприемные устройства
.pdf
200 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 11
В появившемся окне Micro-Cap 8.1.0.0 Evaluation Version (рис. 11) собрать схему состоящую функционального источника сигнала и земли.
4.2Сборка схемы
4.2.1Ввод функционального источника сигнала
Ввести источник (E1) с формой сигнала в виде прямоугольного импульса (рис. 1). Откройте меню Component\Analog Primitives\Function Sources и выберите NFV (ðèñ. 12).
Ðèñ. 12
Курсор примет форму графического изображения источника напряжения. Поместите его на рабочее окно. Зафиксируйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши. Появится окно NFV. Введите 4*(t<1m) â îêíå Value, â îêíå Show установите галочку (рис. 13).
Лабораторная работа ¹ 13 |
201 |
|
|
Ðèñ. 13
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 14).
Ðèñ. 14
Закройте это окно, щелкнув на кнопке Закрыть. Нажмите кнопку ÎÊ (ðèñ. 13).
4.2.2 Ввод земли
Откройте меню Component\Analog Primitives\Connectors и выберите землю
Ground (ðèñ. 15).
Установите землю снизу от источника E1 (ðèñ. 16).
202 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 15 |
Ðèñ. 16 |
4.2.5 Ввод проводников
Соедините источник с землей проводником. Для этого нажмите на кнопку ввода ортогональных проводников Wire Mode и, удерживая левую кнопку мыши, «прочертите» необходимое соединение (рис. 17).
Ðèñ. 17
Ðèñ. 18
Лабораторная работа ¹ 13 |
203 |
|
|
В случае возникновении проблем загрузите с сайта поддержки учебного процесса (http://frisk.newmail.ru/) файл L13_1.CIR (File\Open...) (ðèñ. 18).
4.3Спектральный анализ сигналов
4.3.1ДПФ прямоугольного импульса
Убедитесь, что введены все элементы правильно.
Построить график ДПФ (FFT) прямоугольного импульса. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (ðèñ. 19).
Ðèñ. 19
На экране появиться окно Transient Analysis Limits, в котором задайте параметры построения требуемых графиков так, как показано на рис. 20.
Ðèñ. 20
Time Range «20m» — временной интервал (0...20 мс). Maximum Time Step «0.001m» максимальный шаг (0,001 мс). P номер окна «1», в котором будет построен график ДПФ. X Expression «f» — аргумент функции.
Y Expression «FFT(V(E1))» — имя функции.
X Range «5k» — интервал отображения аргумента по оси Х. Y Range «240» — интервал отображения функции по оси Y. Запустите построение, нажав кнопку Run.
На экране появиться график ДПФ прямоугольного сигнала (рис. 21).
Замечание. Если кривая не появились, то на клавиатуре нажмите клавишу F9 и убедитесь, что все величины для построения графика введены правильно. Нажмите вновь кнопку Run.
204 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Ðèñ. 21
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сравните его с графиком, полученным в предварительном расчете. Сделайте вывод.
4.3.2 ДПФ для трех прямоугольных импульсов
Построить график ДПФ (FFT) для сигнала состоящего из трех прямоугольных импульсов (рис. 2).
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Измените формулу сигнала. Для этого щелкните два раза на источнике Å1. В появившемся окне VALUE вместо 4*(t<1m) введите формулу для трех прямоугольных импульсов
1*(t> = 0)-1*(t> = 0.1m)+1*(t> = 0.4m)-1*(t> = 0.5m)+ +1*(t> = 0.8m)-1*(t> = 0.9m).
Замечание. Для более удобного ввода щелкните на кнопке Expand... .
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени рис. 22.
Закройте эти окна. Нажмите кнопку OK.
Построить график дискретной спектральной плотности введенного сигналов. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (рис. 19). На экране появиться окно Transient Analysis Limits.
Запустите построение, нажав кнопку Run. На экране появиться график ДПФ трех прямоугольных импульсов.
Лабораторная работа ¹ 13 |
205 |
|
|
Ðèñ. 22
Ðèñ. 23
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сравните его с графиком, полученным в предварительном расчете. Сделайте вывод.
4.3.3 ДПФ для затухающей синусоиды
Построить график ДПФ (FFT) для сигнала затухающей синусоиды (рис. 3).
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Измените формулу сигнала. Для этого щелкните два раза на источнике Å1. В появившемся окне VALUE введите формулу для затухающей синусоиды exp(-800*t)*sin(8000*t).
206 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени рис. 24.
Замечание. Для более удобного ввода щелкните на кнопке Expand... .
Ðèñ. 24
Закройте эти окна. Нажмите кнопки OK.
Построить график дискретной спектральной плотности введенного сигналов. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (рис. 19). На экране появиться окно Transient Analysis Limits. Запустите построение, нажав кнопку Run (ðèñ. 25).
На экране появиться график ДПФ затухающей синусоиды.
Ðèñ. 25
Лабораторная работа ¹ 13 |
207 |
|
|
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сравните его с графиком, полученным в предварительном расчете. Сделайте вывод.
4.3.4 ДПФ для отрезка синусоиды
Построить график ДПФ (FFT) для сигнала прямоугольного радиоимпульса, образованного отрезком синусоиды (рис. 4).
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Измените формулу сигнала. Для этого щелкните два раза на источнике Å1. В появившемся окне VALUE введите формулу отрезка синусоиды sin(8000*t)*(t> = 0)- sin(8000*t)*(t> = 2.356m).
Замечание. Для более удобного ввода щелкните на кнопке Expand... .
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 26).
Ðèñ. 26
Закройте эти окна. Нажмите кнопки OK.
Построить график дискретной спектральной плотности введенного сигналов. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (рис. 19). На экране появиться окно Transient Analysis Limits. Запустите построение, нажав кнопку Run. На экране появиться график ДПФ отрезка синусоиды.
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сравните его
ñграфиком полученным в предварительном расчете. Сделайте вывод.
4.3.5ДПФ для серии радиоимпульсов
Построить график ДПФ (FFT) для сигнала из серии трех прямоугольных радиоимпульсов (рис. 5).
208 |
Глава первая. Описание лабораторных работ по ОТЦ |
|
|
Вернитесь к исходной схеме, нажав на клавиатуре клавишу F3. Измените формулу сигнала. Для этого щелкните два раза на источнике Å1. В появившемся окне VALUE введите формулу для трех отрезков синусоиды
sin(8000*t)*(t> = 0)-sin(8000*t)*(t> = 2.356m)+sin(8000*t)* *(t> = 3.142m)-sin(8000*t)*(t> = 5.498m)+sin(8000*t)* *(t> = 6.283m)-sin(8000*t)*(t> = 8.639m).
Замечание. Для более удобного ввода щелкните на кнопке Expand... .
Убедитесь, что источник правильно работает. Щелкните мышкой на кнопке Plot. Появиться окно Plot с зависимостью напряжения источника от времени (рис. 27).
Ðèñ. 27
Закройте эти окна. Нажмите кнопки OK.
Построить график дискретной спектральной плотности введенного сигналов. Для этого в меню Analysis выберите команду Transient... (рис. 19). На экране появиться окно Transient Analysis Limits. Самостоятельно подберите параметры для построения этого графика. Запустите построение, нажав кнопку Run. На экране появиться график ДПФ серии радиоимпульсов.
Данный график занесите в соответствующий раздел отчета. Сравните его с графиком, полученным в предварительном расчете. Сделайте вывод.
5 Обработка результатов машинного эксперимента
Сравнить полученные данные с данными, полученными в предварительном расчете. Сделать выводы.
Лабораторная работа ¹ 13 |
209 |
|
|
6 Вопросы для самопроверки
1.Что называется непрерывным и дискретным преобразованием Фурье (ДПФ)?
2.Какими свойствами обладает непрерывное преобразование Фурье?
3.Какими свойствами обладает ДПФ?
4.Что называется дискретным свертками?
5.Что называется быстрым преобразованием Фурье (БПФ)?
7 Содержание отчета
Отчет оформляется в формате MS Word. Шрифт Times New Roman 14, полуторный интервал.
Для защиты лабораторной работы отчет должен содержать следующий материал: титульный лист; цель работы; результаты машинного эксперимента; графики исследуемых зависимостей; выводы. К отчету должны быть приложены в напечатанном виде вопросы для самопроверки и ответы на них.
8Литература
1.Фриск В. В. Основы теории цепей. М.: РадиоСофт, 2002. 288 с.
2.Бакалов В. П., Дмитриков В. Ф, Крук Б. И. Основы теории цепей. М.: Радио и связь, 2003. 592 с.
3.Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990. 256 с.
4.Атабеков Г. И. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969. 424 с.
5.Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Сов. радио, 1973.
368 ñ.