Читайте также:
|
1. Переменный ток (напряжение) – изменяющийся по амплитуде и по знаку с определённым периодом T (частотой - ƒ). Обычно переменным током называют - синусоидальный ток. Все другие виды, которые мы рассмотрим ниже, это тоже переменный ток, но они имеют другие специфические названия. Источниками переменного синусоидального тока являются силовые генераторы различных типов и мощности на электростанциях, источники бесперебойного питания компьютеров, которые преобразуют постоянный ток аккумуляторных батарей в переменный ток. Переменный ток, а правильнее – переменное напряжение 220 вольт частотой ƒ = 50 Гц имеется в электрической розетке в каждом доме, если конечно дом не в пещере или глухом лесу. Простейшая схема питанияпеременным током и его временной график:
Рисунок 5
На схеме: Е – генератор переменного тока. Как видно на графике, переменный ток можно охарактеризовать следующими параметрами: Амплитуда тока I – определяемого нагрузкой, амплитуда напряжения U и частота ƒ. Для всех видов переменного (периодически изменяющегося) тока имеется величина обратная частоте, её называют период T. Период связан с частотой простым выражением:
T = 1 / ƒ
К периодическим сигналам относят все ниже следующие виды сигналов и их разновидности. Источниками этих видов сигналов могут быть специальные генераторы или преобразователи.
2. Периодический прямоугольный сигнал – это сигнал, имеющий прямоугольную форму составляющих его импульсов, амплитуда которых постоянна (одинакова). Частота повторения импульсов ƒ периодического прямоугольного сигнала так жепостоянна. Привожу временной график периодического прямоугольного сигнала:
Рисунок 6: Прямоугольный периодический сигнал
Кроме параметров характеризующих синусоидальный сигнал, прямоугольный сигнал характеризуется показателем – скважность импульсов (S) – это показатель, характеризующий отношение длительности импульсов к длительности их отсутствия.
3. Меандр – периодический сигнал прямоугольной формы, длительность импульса и длительность паузы которого в периоде равны. Другими словами, меандр — периодический прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2. Все показатели, характеризующие прямоугольный сигнал, подходят и к Меандру. Привожу временной график меандра:
Рисунок 7: Меандр
4. Пилообразный сигнал – это сигнал, имеющий пилообразную форму составляющих его импульсов, амплитуда и частота следования импульсов, которого постоянна. Привожу временной график пилообразного сигнала:
Рисунок 8: Пилообразный сигнал
Как и прямоугольный сигнал, пилообразный характеризуется показателями – амплитуда импульсов и частота следования (период следования) импульсов. Самое известное распространение пилообразного сигнала это – генераторы развёрток телевизоров и осциллографов с применением кинескопа (электровакуумной трубки).
5. Трапециевидный сигнал – это сигнал, импульсы которого имеют форму трапеции, амплитуда и частота следования импульсов, которого постоянна. Привожу временной график трапециевидного сигнала:
Рисунок 8: Трапециевидный сигнал
Трапециевидный сигнал характеризуется показателями – амплитуда импульсов, частота следования (период следования) импульсов. Это самый редкий из периодических сигналов. Рассмотрены самые важные виды электрических сигналов, все остальные виды – это их модификации (комбинированные сигналы).
Кроме того, все электрические сигналы, могут быть смещены, как в область более положительного напряжения, так и в область отрицательного напряжения, их название от этого не меняется.
Бывают более сложные виды сигналов, например модулированные сигналы:
· Амплитудно-модулированный сигнал;
· Частотно-модулированный сигнал;
· Фазо-модулированный сигнал;
· Фазо-частотно-модулированный сигнал;
· Фазо-кодо-манипулированный сигнал.
Источник: http://www.meanders.ru
Лабораторная работа № 17
Тема: Исследование формы импульсных сигналов
Цель работы:
· Сформировать в электронной среде исследуемую модель установки.
· Исследовать формы импульсных сигналов.
· Определить характеристики импульсных сигналов.
Исходные данные:
Ход работы:
· Собрать схему согласно чертежу.
· Установить номиналы ЭРЭ.
· Установить переключатель S1 в положение 1
· Исследовать форму и характер сигнала
форму
амплитуду
длительность
частота следования импульсов
· Установить переключатель S1 в положение 2
· Исследовать форму и характер сигнала (зарисовать в координатах)
форму
амплитуду
длительность
частота следования импульсов
· Сравнить полученные осциллограммы. (зарисовать в координатах)
· Сделать вывод.
Теория
Сигнал — физический процесс, несущий информацию. По природе физического процесса делятся на электромагнитные, в частности электрические (телефония, радио, телевидение, мобильная связь, ЛВС, Интернет), световые (оптоволоконный кабель), звуковые (общение людей), пневматические и гидравлические (определенные отрасли автоматики)и др.
Сигнал имеет Информативный (несущий информацию) и Неинформативный (не несущий информацию) параметр. П-р: если информацию несет амплитуда гармонического сигнала, то частота и фаза этого сигнала будут неинформативными.
Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов.
Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.
Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.
| Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения. Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют Последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени. | 
|
| Импульсные сигналы бывают Периодичными и Непериодичными. Периодичными считаются сигналы, значения которых повторяются через определенный промежуток времени. По форме импульсы делятся на: прямоугольные, треугольные, пилоподобные и др. Формы реальных импульсов отличаются от идеальных, вследствие искажений и помех, действующих в каналах импульсных устройств. | 
|
Параметры импульсов:
Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание информативного параметра.
Спад — информативный параметр падает до установленного значения.
Вершина — часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами.
Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения.
Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды.
Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности — интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности.
Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.
Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность.
Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса.
Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части.
Выброс в паузе B2 — кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.
|
1.2. Виды импульсных сигналов и способы их отображения.
Импульсные сигналы могут отображаться в Аналитической (в виде уравнения) и Графической формах.
П-р: 
Виды сигналов по характеру изменения сигнала во времени и по информативному параметру:
1) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и по времени сигналы
2) непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и дискретные по времени сигналы — удобно обрабатывать современными измерительными приборами, поэтому аналоговые сигналы исследуемых объектов чаще всего превращают в дискретные сигналы. (Дискретизация) Интервал времени между соседними значениями дискретного сигнала называется Интервалом или Периодом дискретизации; величина, обратная к периоду дискретизации — Частота дискретизации; Дискретизация бывает Равномерная иНеравномерная.
3) непрерывные (аналоговые) по времени сигналы и квантованные (дискретные) по информативному параметру определены в любой момент времени. Превращение непрерывных сигналов в квантованные — квантование сигнала. Интервал между двумя соседними разрешенными уровнями — Квант. Квантование бывает Равномерное и Неравномерное.
4) сигналы дискретные по времени и квантованные по уровню могут иметь только определенные разрешенные уровни. Именно такие сигналы используются в современных информативных технологиях и обрабатываются современными компьютерными и микропроцессорными средствами.
Лабораторная работа № 18.
Тема: Измерение параметров модулированных сигналов
Цель работы:
· Исследовать процесс амплитудной и фозовой модуляции сигнала.
· Определить основные параметры модулированных сигналов.
Исходные данные:
Uam=5 В Fam= 5000 Гц / 500 Гц
Ufm=5 В Ffm= 5000 Гц / 500 Гц
Ход работы:
· Собрать схему согласно чертежу.
· Установить режимы Амплитудного и фазового модуляторов.
· Сравнить результаты полученных осциллограмм.
· Определить основные параметры сигналов АМ и ФМ
· Сделать вывод.
Основными параметрами сигналов являются длительность сигнала Тс, динамический диапазон Dс и ширина спектра ΔFс.
Всякий сигнал, рассматриваемый как временной процесс, имеет начало и конец. Поэтому длительность сигнала Тс является естественным его параметром, определяющим интервал времени, в пределах которого сигнал существует.
Динамический диапазон Dс – это отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала Рс max к той наименьшей мощности Рс min, которая необходима для обеспечения заданного качества передачи. Он выражается в децибелах [дБ]: Dс =10 lg(Рс max/ Рс min) (дБ).
Например, в радиовещании динамический диапазон часто сокращают до 30...40 дБ (1000-10000 раз) во избежание перегрузок канала.
Ширина спектра ΔFс – этот параметр дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования.
Спектр сигнала может быть неограниченным. Однако для любого сигнала можно указать диапазон частот, в пределах которого сосредоточена его основная энергия. Этим диапазоном и определяется ширина спектра сигнала. В технике связи спектр сигнала часто сознательно сокращают. Это обусловлено тем, что аппаратура и линия связи имеют ограниченную полосу пропускаемых частот. Сокращение спектра осуществляется исходя из допустимых искажений сигнала.
Например, ширина спектра сигнала: ΔFс= fmax - fmin (Гц).
Теория
Модуляция
Модуляция (лат. modulatio - мерность, размерность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания в соответствии с формой информационного низкочастотного сообщения (сигнала). В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот.
Рис. 1. Модуляция в общем виде
Модуляция осуществляется для передачи данных с помощью электромагнитного излучения. Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические синусоидальные колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией. Различают три основных вида модуляции: аналоговую, цифровую и импульсную.
В свою очередь, аналоговая модуляция может быть следующих видов:
§ Амплитудная модуляция (АМ)
Амплитудная модуляция с одной боковой полосой (
SSB
— однополосная АМ)
Балансная амплитудная модуляция (БАМ) — АМ с подавлением несущей
Квадратурная модуляция
(QAM)
§ Угловая модуляция
Частотная модуляция (ЧМ), точнее - линейная частотная модуляция (ЛЧМ)
Фазовая модуляция (ФМ)
§ Сигнально-кодовая модуляция (СКМ), в англоязычном варианте Signal Code Modulation (SCM)
§ Сигма-дельта модуляция (ΣΔ)
На рис. 2 представлены разновидности цифровой модуляции.
Рис. 2. Разновидности цифровой модуляции
К импульсной модуляции обычно относят:
импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ или
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 144 | Нарушение авторских прав