Практикум по курсу "Цифровая обработка сигналов"

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка предствляет собой компьютерную программу, со- зданную в среде программирования Labview, которая позволяет моделировать ре- гулярные и шумовые радиосигналы, проводить их дискретизацию по времени с заданным равномерным шагом, строить спектры мощности аналогового и дискре- тизованного сигналов, восстанавливать аналоговый сигнал из его дискретной вы- борки, в соответствии с теоремой Котельникова. Функциональная схема изображе- на на рис. 1.7 В установку входит генератор сигналов, позволяющий генерировать амплитудно-модулированные колебания с гармонической огибающей:

x(t) = [1 + mA₂(t)] A₁(t) (1.17)

Рис. 1.7: Функциональная схема установки для анализа процессов дискретизации

где A_1,2 - сигналы несущей и огибающей: A₁(t) = aΦ(t) + bξ(t), Φ(t) - радиосиг- нал единичной амплитуды с базовой частотой ω₀, форма сигнала выбирается из следующего набора:

• гармонический сигнал,

  
  

• периодическая последовательность прямоугольных импульсов,

  
  

• периодическая последовательность треугольных импульсов,

  
  

• периодическая последовательность пилообразных импульсов;

  
  

bξ(t) - полосовой шум с интенсивностью b, спектр которого расположен в полосе ча- стот от ω₁ до ω₂; A₂(t) = cos Ωt. Сигнал от генератора подается на устройство дис- кретной выборки, проводящей выборку сигнала с шагом τ : x_d(n) = x(nτ ). Спектр обоих сигналов (аналогового и дискретного) рассчитывается посредством алгорит- ма ДПФ и отображается на анализаторах спектра. Форма сигналов отображается на экранах осциллографов. Устройство восстановления производт восстановление аналогового сигнала из дискретной выборки. Результат восстановления отобража- ется на экране осциллографа. Кроме того, рассчитывается относительная погреш- ность восстановленного сигнала по сравнению с исходным,которая отображается на цифровом индикаторе.
На рис.1.8 приведена передняя панель установки. На ней располагаются:
Рис. 1.8: Вид передней панели установки для исследования дискретизации сигналов

1. Основной генератор (Main Generator) - многофункциональный генератор, ко- торый формирует четыре формы сигнала. Он содержит следующие элементы управления:

   
   
   1. 
      
      Signal choice – переключатель формы выходного сигнала. Нажатием на кнопку форма сигнала изменяется в последовательности синус – прямо- угольник – треугольник – пилообразный сигнал.
      
   2. 
      
      Frequency – регулятор частоты в пределах выбранного диапазона от 0 100 Гц. При вращении ручки по часовой стрелке происходит увеличение частоты, против часовой стрелки – уменьшение.
      −
      
   3.