Исследование фильтров

Дискретизация сигнала

Порядок выполнения работы

4.1 Выбрать один из трех сигналов (например, S₁) в блоке ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ и подать его на вход "А" ПК, работающего в режиме спектроанализатора. (Входы ПК находятся в нижней части стенда справа).

4.2 С помощью спектроанализатора (ПК) получить спектр сигнала и определить его верхнюю частоту (F_В).

4.3 Учитывая, что значения частот дискретизации (f_д), указанных на сменном блоке, являются ориентировочными, провести спектральный анализ сигналов U_Д (гнездо под перемножителем). Определив частоты первых гармоник этих сигналов при установке f_Д = 3, 6, 12 и 16 кГц, внести уточненные значения в таблицу 4.1.

Для частот более 24 и 48 кГц спектральный анализ в данной работе невозможен (так как F_max = 24 кГц), поэтому их следует умножить на тот же коэффициент, который связывает указанные на блоке и уточненные значения частот дискретизации. (Этот коэффициент (≈1,15) может быть уточнен по первым четырем значениям f_Д).

Таблица 4.1 – Уточненные частоты дискретизации (f_Д)

Обозначение на блоке	кГц
Измеренное (рассчитанное)	кГц

4.4 Рассчитать требуемую частоту дискретизации f_д и установить ее на макете кнопкой " f_д ".

4.5 Соединить входы двулучевого осциллографа со входом и выходом дискретизатора, установить режим внешней синхронизации осциллографа (от гнезда С2 блока ИСТОЧНИКИ). Вход спектроанализатора подключить к выходу дискретизатора.

4.6 Зафиксировать в отчете временные диаграммы в следующем порядке (с сохранением масштаба по оси времени)

- исследуемый сигнал s(t);

- напряжение дискретизации (гнездо нижнего входа перемножителя);

- выходной дискретизированный сигнал s(kDt).

С экрана монитора ПК зарисовать спектры перечисленных выше сигналов.

4.7 Переключая кнопкой частоту дискретизации f_д на 1-2 шага выше и ниже выбранного значения f_д, наблюдать изменения в осциллограммах и спектрах на выходе дискретизатора. Наиболее характерные случаи зафиксировать в отчете.

С целью выбора наилучшего из трех ФНЧ в качестве фильтра - восстановителя необходимо определить частоту среза каждого из них по АЧХ либо по импульсной характеристике g(t). Кроме того, АЧХ фильтров необходима для последующей коррекции f_д, а импульсная реакция g(t) нужна для объяснения процесса восстановления сигнала.

4.8 Снятие АЧХ фильтра проводиться путем подачи на его вход гармонического сигнала с напряжением 1В и с частотой 1кГц от встроенного генератора Г3-111 в блоке ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ. К выходу фильтра подключить встроенный цифровой вольтметр переменного напряжения типа В7-38. Плавно увеличивая частоту генератора, снять частотную характеристику U_ВЫХ=j(f) с шагом 1-2кГц так, чтобы зафиксировать частоту среза F_С, на которой U_ВЫХ окажется вÖ2 раз меньше, чем на частоте 1кГц, а также частоты, на которых U_ВЫХ уменьшится до 0,1 и 0,05 от U_ВЫХ (1кГц). Построить на одном графике АЧХ трех фильтров и отметить на них уточненные значения частот среза F_С. Выбрать лучший фильтр - восстановитель для исследуемого сигнала.

4.9 Снятие импульсной реакции ФНЧ производится путем подачи на вход фильтра коротких импульсов (от гнезда "d(t)" блока "ИСТОЧНИКИ"). Осциллограмма выходного сигнала будет соответствовать импульсной реакции фильтра g(t). Зарисовать осциллограммы g(t) для трех фильтров, фиксируя на них значения "нулей" (рисунок 4.3.) по шкале на экране осциллографа с учетом масштаба развертки (мкс/дел). Определив Dt^| для каждого ФНЧ, находим частоты среза по формуле:

F_С =1/(2 Dt ^ç). (4.3)

4.10 По пунктам (4.8) или (4.9) выбрать фильтр, наиболее пригодный для восстановления дискретизированного сигнала.

Рисунок 4.3 Импульсная реакция ФНЧ

Дата добавления: 2014-12-17