Исследование сигналов и их прохождение через линейные цепи

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



Тема: "Анализ сигналов и их прохождение через линейные цепи"

Оглавление

Задание на курсовую работу

. Получение и описание математической модели формы сигнала

. Компьютерная модель сигнала с заданными параметрами

. Получение аналитического выражение (модели) периодического сигнала

. Анализ характеристик видеосигнала

. Анализ характеристик радиосигнала

. Построение дискретного сигнала соответствующего видеосигнала

. Построение аналитического сигнала соответствующего радиосигнала

. Анализ прохождения видео- и радиосигнала через RС-цепь

. Анализ прохождения видео- и радиосигнала через RLC-цепь

. Анализ прохождения белого шума через RС- и RLC-цепи

Выводы

Список использованной литературы

Задание на курсовую работу

Тема: анализ сигналов и их прохождение через линейные цепи.

Цель:

1. Анализ характеристик сигналов.

2. Анализ характеристик линейных цепей.

Последовательность этапов анализа:

1. Составление математических моделей.

2. Построение компьютерных моделей.

3. Проведение моделирования процессов формирования и прохождение сигналов для получения характеристик цепей.

4. Формулирование выводов о характеристиках сигналов на входе и выходе системы.

Исходные данные:

Форма сигнала: Функция Эрмита 3-го порядка.

Амплитуда: А = 3.

Длительность: 0.05 с.

Условия: Q=50, wp=w0

1) RС цепь:

Заданная RС-цепь

Параметры: Z1= C1||R1, Z2= C2.

2) RLC цепь:

Заданная RLC-цепь

Параметры: Z1 = R1||L||С, Z2=R2

Основные задачи:

1. Получение и описание математической модели формы сигнала.

2. Компьютерная модель сигнала с заданными параметрами.

3. Построение графиков сигнала.

4. Построение периодического сигнала

5. Нахождение спектра, спектральной плотности и АКФ.

6. Построение дискретного сигнала соответствующего видеосигнала.

7. Получение аналитического сигнала для соответствующего радиосигнала. импульсный переходный цепь сигнал

8. Анализ прохождения сигналов (радио- и видео-) и белого шума через RL- и RLC-цепь.

9. Выводы по каждой задаче.

1. Получение и описание математической модели формы сигнала

Для того, чтобы сделать сигналы объектами теоретического изучения и расчётов, следует указать способ их математического описания, то есть создать математическую модель исследуемого сигнала.

Исследуемая форма сигнала представляет собой функцию Эрмита. Она имеет вид:

.

Функция Эрмита третьего порядка описывается следующей формулой:

.

График функции Эрмита представлен на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 График математической модели функции Эрмита 3-го порядка

В дальнейшем будем использовать сдвинутую функцию Эрмита 3-го порядка в курсовой работе. График сдвинутой функции представлен на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. График математической модели функции Эрмита 3-го порядка и ее сдвинутой копии

2. Компьютерная модель сигнала с заданными параметрами

Так как физический сигнал не может быть в отрицательной области временной оси, то исходную математическую модель надо переместить в положительную полуось времени. Далее изменим длительность сигнала и его амплитуду в соответствии с исходными данными. Пусть амплитуда сигнала , длительность равна 0.05 с. Компьютерная модель видеосигнала представлена на рисунке 2.1, радиосигнала - на рисунке 2.2. Модели построены в СКМ MathCAD 14.

Рис. 2.1. Компьютерная модель видеосигнала

Рис. 2.2. Компьютерная модель радиосигнала

3. Получение аналитического выражение (модели) периодического сигнала

Периодический видеосигнал выразим через одиночную функцию Эрмита третьей степени, длительностью 3 миллисекунды:

Рис.3. График периодического видеосигнала

4. Анализ характеристик видеосигнала

Построим спектры видеосигнала. В виде базовой функции выберем гармонику. Частоту первой гармоники зададим как , - число суммируемых гармоник.

Рис. 4.1. Амплитудо-частотный спектр заданного видеосигнала

Рис. 4.2. Фазо-частотный спектр заданного видеосигнала

Рис. 4.3. Спектральная плотность заданного видеосигнала

Построим автокорреляционную функцию (АКФ) заданного сигнала (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Построение АКФ заданного сигнала

5. Анализ характеристик радиосигнала

Как и в случае с видеоимпульсом, построим амплитудный и фазовый спектры, спектральную плотность и АКФ заданного радиосигнала.

Рис. 5.1. Амплитудно-частотный спектр заданного радиосигнала

Рис. 5.2. Фазо-частотный спектр заданного радиосигнала

Рис. 5.3. Спектральная плотность заданного радиосигнала

На рисунке 5.4 изображён график АКФ заданного радиоимпульса. Автокорреляционной функцией радиоимпульса является гармоника.

Рис. 5.4. Построение АКФ заданного радиоимпульса и видеоимпульса

6. Построение дискретного сигнала соответствующего видеосигнала

По теореме Котельникова произвольный сигна?/p>