3.6. Методические указания к выполнению практических занятий

Основной целью данных практических занятий является подготовка студентов к выполнению контрольной и курсовой работ. В практических занятиях приводится методика вывода основных соотношений для решения задач, включенных в контрольную и курсовую работы. Используя эту методику, студенты должны самостоятельно вывести подобные соотношения для решения конкретных задач в соответствии с вариантом задания.

Для студентов очно-заочной формы обучения проводятся четыре практиче­ских занятия объемом 8 часов. Первые три занятия объемом 4 часа проводятся в первом семестре, а четвертое объемом 4 часа – во втором.

Первое практическое занятие для студентов очно-заочной формы обучения составляет 2 часа и посвящено определению спектров различных сигналов (раздел 1. «Детерминированные радиотехнические сигналы»). Целью этого практического занятия является ознакомление студентов с методикой расчета спектров на примере типовых сигналов.

Второе практическое занятие объемом 1 час посвящено определению корре­ляционных функций для детерминированных сигналов (раздел 1. «Детерминированные радиотехнические сигналы»). На этом практическом занятии студенты знакомятся с методикой расчета корреляционных функций на примере типовых сигналов.

Третье практическое занятие объемом 1 час посвящено определению пара­метров АМ - сигналов (раздел 2. «Модулированные сигналы»). Его целью является ознакомление студентов с методикой расчета спектров сигналов с многотональ­ной модуляцией.

Четвертое практическое занятие объемом 4 часа посвящено синтезированию фильтров низкой частоты с помощью активных цепей (раздел 12. «Основы син­теза аналоговых и дискретных фильтров»). На этом практическом занятии сту­денты знакомятся с методикой расчета активных фильтров.

Для студентов заочной формы обучения в первом семестре аудиторные практические занятия отсутствуют, а во втором - проводится практическое занятие № 4 объемом 4 часа.

Студенты очно-заочной формы обучения, использующие ДОТ, в первом семестре выполняют три практических занятия объемом 6 часов, методические указания к которым приведены в методических указаниях к практическим заня­тиям № 1 - № 3.

Студенты заочной формы обучения, использующие ДОТ, в первом семестре выполняют три практических занятия объемом 4 часа, методические указания к которым приведены в методических указаниях к практическим занятиям № 1 - № 3.

Практическое занятие № 1 Определение спектральной плотности для различных сигналов

1. Определить спектр сигнала, указанного на графике, и построить его спектральную диаграмму.

Определяем коэффициенты ряда Фурье, учитывая, что сигнал нечетный:

,

.

В данном случае s(t) = V, тогда

.

Определяем допустимые значения s(t):

.

После интегрирования получим

,

,

,

Теперь записываем ряд Фурье:

П окажем полученный результат на спектральной диаграмме:

Построим график:

2. Вычисление спектра непериодического сигнала (импульса).

На графике показан одиночный импульс, являющийся четной функцией, так как

s(-t) = s(t). Данная функция имеет два параметра:

V – амплитуда импульса;

- длительность импульса.

Импульс описывается следующим образом:

_.

Вычисляем спектральную плотность по формуле

_.

Удобнее записать:

_.

Функция sinc(x) примечательна тем, что для нее выполняются условия:

sinc(0) = 1; sinc(nπ) = 0.

Тогда можно записать, что спектральная плотность

- это знакопеременная действительная функция.

Изобразим спектральную плотность импульса на графике:

Как видно из графика, спектральная плотность импульса – это четная функция, имеющая лепестковую структуру.

Изобразим амплитудный и фазовый спектры на графике:

Амплитудный спектр можно определить из выражения

_.

Как видно из графика, амплитудный спектр – это четная функция, имеющая лепестковую структуру. Ширина лепестка равна 2π/τ_и=Δω. Чем шире импульс, тем уже спектр.

График фазового спектра можно объяснить следующим образом. Поскольку спектральная плотность является знакопеременной функцией, а изменение знаков функции равносильно изменению фазы на , то фазовый спектр описывается так:

_.

3. Вычисление спектра экспоненциального импульса.

Импульс описывается формулой

_.

Вычислим спектральную плотность:

_.

Эта функция комплексная, определим амплитудный и частотный спектры:

_.

Построим графики этих спектров:

- площадь экспоненты.

4. Определить спектральную плотность для следующей ситуации:

1) ,

2) .

Объединим спектры в один общий:

,

т.к. ,

.

На нулевой частоте амплитудный спектр будет равен нулю.

Литература: [1] с. 38 – 51; [2], с. 50 – 58