1.4. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Основные параметры источников питания, мультиметра, осциллографа и функционального генератора лабораторной станции NI ELVIS.

3. Схемы измерений и соответствующие им таблицы.

4. Анализ проделанной работы. Сформулируйте раздельно, какие цепи позволяют исследовать имеющееся в вашем распоряжении лабораторное оборудование в среде «Multisim», и какие – входящее в состав рабочей станции «NI ELVIS».

Контрольные вопросы

1. Какие виртуальные устройства и измерительные приборы входят в состав измерительного стенда для лабораторной работы № 1?

2. С какой погрешностью измеряется постоянное и переменное напряжение мультиметром XMM1?

3. Каким образом включаются в цепь амперметр и вольтметр? Каковы их внутренние сопротивления?

4. Какому значению соответствует задаваемое на лицевой панели функционального генератора выходное напряжение: амплитуде сигнала или его эффективному значению?

5. Каким образом в функциональном генераторе можно получить однополярный сигнал?

6. Чему будет равно напряжение между клеммами «+» и «–» функционального генератора при установке на его лицевой панели напряжения 10 В?

7. Как связаны эффективное значение и амплитуда гармонического сигнала? Установите практическое соотношение между этими величинами для синусоидального, треугольного и прямоугольного сигналов (коэффициент заполнения 50 %).

8. Каковы пределы чувствительности осциллографа по вертикали (ось Y)?

9. Каковы придельные значения диапазона разверток осциллографа (ось X)?

10. Каким образом с помощью осциллографа можно получить значение амплитуды сигнала (два способа)?

11. Каким образом с помощью осциллографа можно получить значение частоты сигнала (два способа)?

12. Каким образом можно получить разноцветные осциллограммы сигналов на экране осциллографа и как их разнести по вертикали для удобства наблюдения?

Лабораторная работа № 2

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ В БАЗИСЕ ФУНКЦИЙ УОЛША

2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение спектрального состава и синтез периодических сигналов: прямоугольных, треугольных, пилообразных и гармонических в базисе 16 функций Уолша (ФУ).

2.2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Обобщенный ряд Фурье

Пусть имеется гильбертово пространство сигналов, определенных на отрезке времени конечном или бесконечном. Пусть также на этом отрезке задана бесконечная система (подмножество) функций

,

попарно ортогональных

(2.1)

где (2.2)

– квадрат нормы или энергия базисной функции .

Говорят, что таким образом в гильбертовом пространстве сигналов задан ортогональный координатный базис, т. е. система ортогональных базисных функций.

Базисная функция , для которой квадрат нормы равен единице , называется нормированной, а вся система функций – ортонормированной или ортонормальной. В этом случае говорят, что задан ортонормированный базис.

Проецирование произвольного сигнала на оси координатного базиса называется разложением в обобщенный ряд Фурье. Это разложение имеет вид

. (2.3)

Коэффициенты , представляющие собой проекции сигнала относительно выбранного базиса, определяются из соотношений:

• для ортонормированных функций

; (2.4)

• для ортогональных, но ненормированных, функций

. (2.4')

П

Рис. 2.1

роизведение вида , входящее в ряд (2.3), представляет собой спектральную составляющую сигнала , а совокупность коэффициентов (проекций сигнала) называется спектром сигнала. Графическое изображение в виде вертикальных отрезков, называемое спектральной диаграммой, дает наглядное представление о спектре сигнала (рис. 2.1).

Суть спектрального анализа сигнала состоит в определении коэффициентов (экспериментально или аналитически) в соответствии с (2.4').