close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Salomasov1

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического
приборостроения
____________________________________________________________
В.В.Саломасов
УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
Методические указания для выполнения лабораторных работ
по дисциплине
Часть 1
Санкт-Петербург
2018
ББК31.23
УДК620.1
В.В.Саломасов
Устройства приема и обработки сигналов. Методические указания для
выполнения лабораторных работ. Часть 1 / ГУАП. СПб., 2018. 14 с.: ил. 10.
Методические указания предназначены для выполнения цикла
лабораторных работ. В лабораторных работах приводятся исследования
общих показателей приемных устройств. Представлен теоретический
материал, позволяющий дополнительно ознакомится с теоретическими
положениями предстоящих исследований.
© Санкт-Петербургский
государственный университет
аэрокосмического приборостроения, 2018
© В.В.Саломасов, 2018
2
1 Среда исследования – программный продукт SystemView
Функциональная схема исследуемого приёмного тракта приведена на
рисунке 1.1.
ФНЧ
Uз
ДЕТ
Усилитель
ФНЧ
K=K exp(-U /U )
0
р
р0
Uз
ДЕТ
Рисунок 1.1 – Исследуемая схема
В среде SystemView исследуемое устройство представляется в виде
функциональной схемы, состоящей из совокупности блоков, выполняющих
необходимые физические и математические операции в дискретной форме.
Каждый блок этой схемы может быть представлен либо одним
функциональным элементом из библиотеки элементов, обеспечивающим
выполнение требуемых функций, либо совокупностью функциональных
элементов, объединённых в один элемент программными средствами
SystemView.
3
2 Теоретические сведения о лабораторной работе
2.1 Особенности динамических характеристик АРУ
При анализе действия радиопомех на приемник обычно не принимают
во внимание особенности, которые возникают из-за влияния системы АРУ на
прохождение помехи. Чтобы учесть это влияние, необходимо рассмотреть
динамические характеристики АРУ.
В начальный момент выходное напряжение скачком возрастает до
величины K0Uвх, поскольку выходное напряжение фильтра в силу начальных
условий равно нулю. Затем Uвых экспоненциально спадает до определенного
установившегося значения.
K 0U вх
U вых
T
0
K 0U вх
1+м
t
Рисунок 2.1 – Изменение выходного напряжения с УПЧ.
Соответственно напряжения Uрег экспоненциально увеличивается и
при t = ∞ стремится к максимальному значению. Постоянная времени
экспонент одинакова. Она зависит не только от постоянного времени T
фильтра и параметров системы АРУ (α и K2), но и от амплитуды скачка Uвх.
Чем больше Uвх, тем меньше эквивалентная постоянная времени τ, тем
быстрее протекает процесс установления [2]. Наглядное представление об
этом дает рисунок 2.2.
4
T /T
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Рисунок
1
2
3
2.2
-
4
5
6
7
8
Зависимость
K 2aU вх
постоянной
времени
процесса
установления от величины скачка входного сигнала.
Для удобства выявления основных закономерностей положим
напряжение задержки равно нулю Uз = 0 [2].
Тогда находим:
.
Соответственно определяем:
Данные зависимости уже выполнены в пакете программ SystemView, и
приведены здесь для ознакомления.
5
3 Описание исследуемой схемы
В каталоге ПК, указанном преподавателем, следует открыть файл
Динамические характеристики АРУ.svu. Если на ПК установлен
программный продукт SystemView, то на экране монитора отобразится
функциональная схема радиоприёмника, показанная на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Изображение исследуемой схемы на экране монитора.
Для улучшения восприятия изображения с бумажного листа цветовая
схема на рисунке 3.1 выбрана иной, чем на экране монитора.
Функциональное назначение элементов следующее:
0
высокочастотный гармонический сигнал;
1
низкочастотные прямоугольные импульсы;
2
множитель, блок модуляции для двух сигналов;
6
3
входной контур, настроенный на частоту поступающего
радиосигнала;
4
источник
шумового
напряжения,
имитирующего
внутриприемный шум;
5
сумматор;
6
усилитель;
7
смеситель и гетеродин;
9,10 фильтр сосредоточенной избирательности (ФСИ) с шириной
полосы пропускания 9 кГц, настроенный на частоту fпр=465 кГц;
Параметры
каждого
элемента
доступны
для
просмотра
и
редактирования. Для просмотра параметров достаточно навести курсор на
выбранный элемент, и задержать его на элементе. Для редактирования
параметров необходимо сделать двойной щелчок левой клавишей “мыши”
на
выбранном
элементе и
в открывшемся
окне нажать кнопку
«Parameters».
Перед началом исследований необходимо установить параметры
“системного времени”, которые определяют частоту дискретных выборок и
время анализа. Эти параметры устанавливаются в окне, открывающимся
нажатием на
кнопку
в меню инструментов, либо нажатием
комбинации клавиш Ctrl+T. Окно настройки показано на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Окно настройки времени моделирования.
7
Дискретный
характер
процессов,
формирующихся
в
среде
SystemView, накладывает определённые ограничения на значения этих
величин и скорости их изменения. Поэтому при исследовании процессов
реального времени следует задавать значение частоты дискретных
выборок, представляющих процесс, по крайней мере, на порядок больше,
чем максимальная частота в спектре формируемого и исследуемого
процесса.
4 Исследование амплитудных характеристик
− Задайте «системное время»: No. of Samples = 32768.
− «Reset system on loop» - Выбрать.
−
Задайте: No. System Loops = 2.
− Установите напряжение импульсов на элементе «2»: Uвх= 1 В.
− Установите напряжение задержки на элементах «32,35»: Uз = 0 В.
− Запустите моделирования с помощью клавиши «F5».
В процессе выполнения работы потребуется измерять значения
напряжения на выходе приёмника. Для выполнения измерений следует
перейти в окно анализа нажатием кнопки
в меню инструментов или
нажатием одновременно клавиш Ctrl+D. При первом включении окна
анализа на экране может появиться приглашение выполнять автоматически
последовательность экранных вычислений. Следует нажать кнопку «Yes».
На экране монитора отобразятся осциллограммы напряжений в точках
схемы, к которым подключены виртуальные осциллографы, как показано
на рисунке 3.1. Если все осциллограммы или часть их будут свёрнуты, то
следует нажать кнопку
на панели инструментов окна анализа (Open all
windows).
Сделайте снимок окна анализа при развёрнутых осциллограммах.
На осциллограммах 4.1, 4.2 показан выходной сигнал с УПЧ
8
приемника.
Амплитудная характеристика это отношения входного напряжения Uвх
к выходному Uвых. Для того чтобы построить данную характеристику следует
перейти в расчетное меню. Нажмите на кнопку
слева внизу экрана и
откроется окно, показанное на рисунке 4.3. Стоит заметить особенность
моделирования в данном пакете программ, на рисунках 4.1 и 4.2 напряжение
падает до 0 В. некоторое время. В реальных системах данных медленных
изменений быть не должно. А скорость падения зависит от емкостных
составляющих системы.
Рисунок 4.1–Выходной сигнал АРУ с линейной регулировочной
характеристикой.
Рисунок 4.2–Выходной сигнал АРУ с экспоненциальной
регулировочной характеристикой.
Рисунок 4.3 –Окно Sink Calculator.
9
В данном меню перейдите в раздел «Arithmetic», нажмите на кнопку
«Divide» Выберите в поле, вверху, окно «8» , внизу, окно «26» и «28» и
нажмите OK.
Полученные графики будут амплитудными характеристиками.
Пример характеристики показан на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 – Амплитудная характеристика.
Сделайте снимки окон полученных осциллограмм.
− Установите напряжение импульсов на элементе «2»: Uвх= 3 В.
− Установите напряжение задержки на элементах «32,35»: Uз = 0 В.
− Запустите моделирования с помощью клавиши «F5».
Получите амплитудные характеристики для данного напряжения Uвх.
Сделайте снимки окон полученных осциллограмм. Сравните с
предыдущим опытом.
Исследуем
амплитудные
характеристики
при
установленном
напряжение задержки:
− Установите напряжение импульсов на элементе «2»: Uвх= 1 В.
− Установите напряжение задержки на элементах «32,35»: Uз = 3 В.
− Запустите моделирования с помощью клавиши «F5».
Сделайте снимки окон полученных осциллограмм.
− Установите напряжение импульсов на элементе «2»: Uвх= 3 В.
− Установите напряжение задержки на элементах «32,35»: Uз = 3 В.
− Запустите моделирования с помощью клавиши «F5».
10
Сделайте снимки окон полученных осциллограмм. Сравните с
предыдущим опытом. Сделайте выводы о форме характеристик.
5 Исследование постоянной времени систем АРУ.
Для
исследования
постоянной
времени
следует
произвести
аппроксимацию нелинейной регулировочной характеристики АРУ близкой к
линейной. Для этого в схеме есть блоки «14,16» которые являются
специально подобранными аппроксимирующими функциями, их нужно
включить в цепи АРУ. Для этого:
− Зажмите Ctrl и нажмите по очереди на блоки 14-13, 16-15. Должны
появиться связи между этими блоками
.
− Установите напряжение импульсов на элементе «2»: Uвх= 1 В.
− Установите напряжение задержки на элементах «32,35»: Uз = 0 В.
− Запустите моделирования с помощью клавиши «F5».
− Откройте окно анализа
, сверните все окна кроме 40,41.
− Нажмите на кнопку
, на экране останутся две осциллограммы.
− Выделите
резкого
участок
падения
напряжения
сигнала,
осциллограмма масштабирует изображение.
− Из точки где сигнал стабилизирован и начинает падать следует
провести касательную, для этого нажмите на выбранный график и
на кнопку
, переместить их в начало и конец касательной. Саму
касательную следует провести в графическом редакторе или
умозрительно, после этого переместите ограничители, которые
позволят определить время постоянной составляющей.
− Пояснения на рисунках 5.1 и 5.2.
− Для получения времени нужно нажать на один из появившихся
столбцов.
11
Рисунок 5.1 – Выделение сегментов
12
Рисунок 5.2 – определение постоянное составляющей.
Провести такие исследования для других напряжений Uвх и занести их
в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Постоянная времени АРУ
Напряжение Uвх, В
Линейная АРУ
Экспоненциальная АРУ
1
τ1, мкс
τ2, мкс
13
2
3
4
5
Постройте графики отношений постоянных времени от напряжения.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Основные типы АРУ.
2. Статические и динамические характеристики АРУ.
3. Изменение формы амплитудных характеристик.
4. Особенности экспоненциальной АРУ.
6 Содержание отчета
Отчет должен содержать:
− Титульный лист.
− Цель работы.
− Схему стенда.
− Осциллограммы выходных сигналов с АРУ без аппроксимации.
− Осциллограммы выходных сигналов с АРУ с аппроксимацией.
− Графики амплитудных характеристик при Uз = 0 и Uз = 3 В.
− Таблицу зависимости постоянной времени АРУ от скачка.
− График отношения τ1=f(Uвх), τ2=f(Uвх).
− Выводы по работе.
14
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
416 Кб
Теги
salomasov1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа