4 Подготовка к лабораторной работе
В процессе домашней подготовки необходимо выполнить следующие виды работ:
4.1 Изучить теоретические вопросы, связанные с оптимальной фильтрацией детерминированных сигналов, по настоящим указаниям и литературе [1-3].
4.2 Построить график функции автокорреляции сигнала Баркера, используемого в лабораторной работе.
4.3 Построить график процесса на выходе фильтра, используемого в лабораторной установке, при наличии на входе суммы сигналов Баркера, сдвинутых на 2мкс.
4.4
Рассчитать отношение пикового значения
сигнала к эффективному значению шума
на выходе фильтра, согласованного с
семиэлементным сигналом Баркера
амплитудой 10-6
В и длительностью 14мкс, принимаемого в
смеси с белым шумом, спектральная
плотность мощности которого равна
Дж.
4.5 Построить график процесса на выходе фильтра, согласованного с семиэлементным кодом Баркера, если на вход поступает прямоугольный видеоимпульс, длительность которого равна длительности сигнала Баркера. Найти пиковое значение сигнала на выходе, если амплитуда сигнала на входе равна одному вольту.
4.6 Построить график процесса на выходе того же фильтра, если на вход поступает сигнал Баркера, следующий в порядке, обратном тому, который формируется генератором лабораторной установки. Найти пиковое значение сигнала на выходе.
4.7 Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Лабораторное задание
Составить из блоков пользовательской библиотеки структурную схему модели измерительной установки согласно рисунку 8. Подключить к аттенюатору GainS сигнал семиэлементного кода Баркера Barker0 от блока Group2. Задать коэффициенты усиления GainS и GainN равными 1, что будет соответствовать отношению сигнал/шум для одиночного импульса q1 = 0.5. Временной интервал моделирования задать равным: Start time = 1e-3 c, Stop time = 25 c, максимальный шаг интегрирования задать равным 1е-3 с.
После прогона модели перейти в систему MATLAB, запустить М-функцию обработки результатов LabRabRCS7Obr и провести анализ четырёх графиков временных зависимостей процессов и их автокорреляционных функций. Пояснить надписями соответствующие экспериментальные зависимости и сопоставить их результатами выполнения домашнего задания.
Провести измерения максимума процесса на выходе согласованного фильтра, меняя дисперсию шума с помощью аттенюатора GainN в диапазоне от 0 до 2 с шагом 0.5. Рассчитать и построить на миллиметровой или клетчатой бумаге отношение максимума процесса на выходе фильтра к СКО шума. Сопоставить полученные результаты с отношением сигнал/шум по мощности, вычисленным по установочным параметрам блоков.
Подключить через блок Add на вход сумматора суммарный сигнал, состоящий из несдвинутого (сигнал Barker0 с блока Group2) и сдвинутого на один импульс (сигнал Barker1 с блока Group1) кода Баркера. Наблюдать и зафиксировать осциллограммы процессов на выходах аттенюатора, сумматора и выхода согласованного фильтра.
Повторить пункт 5.4, подключив к блоку Add вместо сигнала Barker1 сигнал Barker2. Наблюдать и зафиксировать осциллограммы процессов на выходах аттенюатора, сумматора и выхода согласованного фильтра. Определить время разрешения исходного и задержанного сигналов на входе и выходе согласованного фильтра.
Наблюдать и зафиксировать процессы на выходе фильтра, согласованного с прямоугольным импульсом длительностью
(сигнал Pulse7
с блока Group1).
Для этого увеличить длительность
задержки фильтра одиночного сигнала
до 7 с, а его вход подключить прямо к
выходу сумматора Sum.
Все коэффициенты на отводах линии
задержки установить равными 1. Измерить
максимальное значение отклика и
сравнить его с расчетным, полученным
при домашней подготовке (пункт 4.5).
Наблюдать и зафиксировать процессы на выходе фильтра, согласованного с обратным кодом Баркера (сигнал BarkerInv с блока Group1). Для этого установить снова длительность задержки фильтра одиночного сигнала 1 с, его вход подключить к выходу сумматора с линии задержки. Значения коэффициенты на отводах линии задержки установить в обратном порядке. Измерить максимальное значение отклика и сравнить его с расчетным, полученным при домашней подготовке в соответствии с п.п. 4.6.