Упражнения к разделу 5
Для упражнений рекомендуется воспользоваться средствами, предоставляемыми пакетом программ моделирования Simulink 4/5, входящего в состав системы MATLAB.
5.1. Собрать схему экспериментальной установки в соответствии с рис.1.2.
Рис.5.7.
и определить по осциллограмме параметры гармонического сигнала.
5.2. Собрать схему, содержащую два генератора гармонических колебаний разных одинаковых частот и разных амплитуд рис.1.3.
Рис.5.8.
и по осциллограмме определить амплитуду и фазу суммарного колебания. Объяснить результат.
5.3. Ввести расстройку по частотам колебаний s1(t) и s1(t) и объяснить изменения в осциллограмме суммы гармонических колебаний. Построить векторную модель суммы гармонических сигналов.
5.4. Экспериментально определить спектр гармонического колебания, суммы колебаний одинаковых и разных частот.
5.5. Собрать схему для исследования свойств импульсных последовательностей рис.5.9.
Рис.5.9.
и зафиксировать осциллограммы для пяти видов последовательностей:
- последовательность прямоугольных импульсов со скважностью Q=2 ("меандровая" последовательность);
- последовательность прямоугольных импульсов со скважностью Q>2;
- последовательность импульсов с экспоненциальными фронтами;
- последовательность треугольных ("пилообразных") импульсов со скважностью Q=1;
- последовательность импульсов формы, описываемой гауссовой кривой (квадратичной экспонентой) со скважностью Q=2.
5.6. Определить форму спектра последовательностей, полученных при выполнении экспериментов по п.5.5.
Как ширина спектра зависит от длительности импульсов? От протяженности фронтов импульсов?
Обосновать количественные соотношения между шириной спектра и длительностью импульса.
Некоторые гармоники в спектре импульсной последовательности имеют нулевую амплитуду. Почему?
5.7. Сформировать последовательность прямоугольных импульсов, модулированных по амплитуде гармоническим сигналом (АИМ-сигнал) рис.5.10.
Рис.5.10.
Каким способом можно осуществить демодуляцию? От каких параметров и свойств АИМ сигнала зависит уровень выделенной модулирующей функции?
5.8. Сформировать последовательность прямоугольных импульсов, модулированных по длительности гармоническим сигналом (ШИМ-сигнал) рис.5.11.
Рис.5.11.
Каким способом можно осуществить демодуляцию? От каких параметров и свойств АИМ сигнала зависит уровень выделенной модулирующей функции?
5.9. Сформировать последовательность импульсов, временной сдвиг которых модклирован гармоническим сигналом (ВИМ-сигнал) рис.5.12.
Рис.5.12.
По какой причине сигнал ВИМ нельзя демодулировать низкочастотным фильтром? Каким способом можно осуществить демодуляцию сигнала ВИМ?
Модель для исследования модулированных сигналов содержится в файле Task3.mdl.
Контрольные вопросы к разделу 5
Как определяется мгновенная частота радиосигнала?
Дайте определение полной фазы колебания. Как связана полная фаза с мгновенной частотой?
Почему коэффициент глубины амплитудной модуляции не может превосходить 1?
Какими причинами может ограничиваться индекс частотной модуляции?
Как связаны аналитические модели единичного скачка и d-функции Дирака?
Укажите аналитическую связь знаковой функции и единичного скачка.
Найдите аналитическое выражение модели прямоугольного импульса через d-функции Дирака.
Как сформировать радиоимпульс (отрезок синусоиды с прямоугольной огибающей)? Представьте аналитическую модель такого сигнала.
Сформируйте аналитическую модель треугольного ("пилообразного") импульса.