Анализ сигнала на выходе линейного устройства - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Анализ прохождения сигнала через линейное устройство. Анализ выходного сигнала на основании спектрального метода. Передаточная функция линейного устройства и его схема. Анализ спектра выходного сигнала. Расчёт коэффициента усиления по постоянному току.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3. Расчёт передаточной функции устройства
4. Анализ спектра и временной формы выходного сигнала
Среди разнообразных систем ортогональных функций, которые могут использоваться в качестве базисов для представления радиотехнических сигналов, исключительное место занимают гармонические функции. Если какой-либо сигнал представлен в виде суммы гармонических колебаний с различными частотами, то говорят, что осуществлено спектральное разложение этого сигнала. Отдельные гармонические компоненты сигнала образуют его спектр.
Спектральный анализ сигналов - это разложение сигнала в ортогональной системе функций.
В основе спектрального метода лежит использование передаточной функции цепи K(jw).
Если на входе цепи действует сигнал произвольной формы в виде ЭДС e(t), то, применяя спектральный метод, можно определить спектральную плотность входного сигнала S(w), эта операция осуществляется с помощью выражения:
Данное выражение называется прямым преобразованием Фурье данного сигнала.
Умножением спектральной плотности входного сигнала S(w) на передаточную функцию цепи K(w) получаем спектральную плотность сигнала на выходе. Далее, применив к произведению обратное преобразование Фурье, получаем выходной сигнал в виде функции времени.
В данной курсовой работе необходимо найти выходной сигнал на основании спектрального метода.
В данной курсовой работе необходимо произвести анализ прохождения сигнала через линейное устройство. В качестве исследуемого устройства рассматривается усилитель на базе полевого транзистора с затвором в виде p-n перехода. Транзистор включен по схеме с общим истоком. В цепь включены резисторы R1=100кОм и R2=20кОм,а так же конденсаторы С1=0,1мкФ и С2=50…150пФ. Следует учесть сопротивление источника R i =40кОм. Схема нагружена резистором R н =40кОм. Крутизна характеристики транзистора S=3мА/В.
На вход подается частотно-модулированный сигнал:
S(t)=0,3·cos(10 6 t+0,2·cos(2·10 3 t)+ 0,1·cos(10 4 t))
В ходе курсовой работы необходимо произвести следующие действия:
- определить спектр входного сигнала;
- рассчитать передаточную функцию цепи;
- умножить спектр входного сигнала на передаточную функцию, получив тем самым спектр выходного сигнала;
- используя выходной спектр построить временную форму выходного сигнала.
Временная форма входного сигнала представлена на рисунке 2.1.
Используя разложение сигнала в ряд Фурье и теорию бесселевых функций разложим сигнал на отдельные гармоники.
Аналитически сигнал можно представить в виде:
где А 0 - амплитуда несущей частоты;
щ 0 - угловая скорость несущей частоты;
В результате преобразований его можно записать как:
В нашем случае сигнал будет записан:
Исходный сигнал S(t)=0,3·cos(10 6 t+0,2·cos(2·10 3 t)+ 0,1·cos(10 4 t)) разложим в сумму простейших гармонических составляющих:
S(t)=0.3•cos(10 6 t)+0.03•cos(1.001•10 6 t)-0.03•cos(0.999•10 6 t)- 0.015•sin(1.01•10 6 t)-0.015•sin(0.99•10 6 t).
Отсюда можно найти спектр входного сигнала.
Рисунок 2.2 - Спектр входного сигнала
Очевидно, что спектр входного сигнала S(w) является линейчатым. Наибольшей амплитудой отличается несущая частота щ 0 (0,3В). По бокам от неё симметрично расположены четыре частоты. Эти частоты отличаются от несущей на 10 3 и 10 4 рад/с. Амплитуды этих частот равны 0,03 и 0,015В.
Крайние боковые частоты имеют сдвиг по фазе равный 90є относительно несущей.
сигнал линейное устройство спектр ток
Схема линейного устройства по сути однокаскадный усилитель на базе биполярного транзистора. Так как нам дана фиксированная крутизна характеристики транзистора, то для упрощения задачи нам будет удобнее рассматривать транзистор как идеальный источник тока.
Рисунок 3.1 - Эквивалентная схема устройства
Расчитаем входной ток цепи по формуле:
Напряжение источника U i определяется как:
где Z вх - это входное сопротивление цепи.
Так как ток через сопротивление R1 и параллельно соединённые: R2, R n и C2 равен, то напряжение U вых можно найти из выражения равенства токов:
Комплексное сопротивление цепи Z вх равно:
Передаточная функция устройства K(w) находится из соотношения:
Подставив все составляющие получим:
График зависимости K(jw) представлен на рисунке 3.2
Рисунок 3.2 - График зависимости K(jw)
Кривая К1 соответствует ёмкости С2=50пФ, K2 - С2=100пФ, К3 - С2=150пФ.
Коэффициент передачи представляет собой спадающую по экспоненте кривую на всей рабочей полосе частот. В области рабочих частот передаточная функция представляет собой спадающую прямую.
Зная передаточную функцию K(jw) можно рассчитать АЧХ и ФЧХ устройства.
где Re(K(jw)) - действительная часть комплексного числа K(jw), а Im(K(jw)) - мнимая.
График АЧХ приведён на рисунке 3.3.
Кривая А1 соответствует ёмкости С2=50пФ, А2 - С2=100пФ, А3 - С2=150пФ.
ФЧХ рассчитывается как арктангенс отношения мнимой части к действительной:
График ФЧХ устройства приведён на рисунке 3.4 (фаза указана в градусах).
Кривая ц1 соответствует ёмкости С2=50пФ, ц2 - С2=100пФ, ц3 - С3=150пФ.
4. Анализ спектра выходного сигнала
S(t)=7,2•10 -4 •cos(10 6 t)+7,212•10 -5 •cos(1.001•10 6 t)-7,188•10 -5 •cos(0.999•10 6 t)-3,66•10 -5 •sin(1.01•10 6 t)-3,542•10 -5 •sin(0.99•10 6 t).
Выходной сигнал, соответствующий ёмкости конденсатора С2=100пФ изображен на рисунке 4.2.
Выходной сигнал меньше входного по амплитуде более чем на 50 дБ. Так как частоты спектра расположены в достаточно узкой полосе частот и были ослаблены практически равномерно, то искажений выходного сигнала практически не проявилось.
При значительном изменении ёмкости конденсатора С2 будет изменяться амплитуда сигнала на выходе и появятся искажения. Изменение фазы сигнала будет происходить в соответствии с ФЧХ устройства.
В ходе выполнения работы был проанализирован входной сигнал и определён его спектр. Была рассчитана передаточная функция устройства, аналитически выведены АЧХ и ФЧХ. График АЧХ имеет на низких частотах максимальное значение, а при увеличении частоты уменьшается. Был рассчитан спектр сигнала на выходе устройства и построен выходной сигнал.
Можно отметить, что устройство представляет собой усилитель напряжения с коэффициентом усиления на рабочих частотах равным -50дБ. Коэффициент усиления по постоянному току равен +35дБ
1. Гоноровский И.С., РТЦ и С./ Учебник для ВУЗов спец. Радиотехника.
2. Баскаков С.И., РТЦ и С./ Учебник для ВУЗов/-М.: Энергия.
3. Атабеков Г.И., Основы теории цепей/ Учебник для ВУЗов.-М.: Энергия, 1969г.
4. Попов В.П., Основы теории цепей/ Учебник для ВУЗов спец. Радиотехника. -М.: Высшая школа, 1985г.
Программа расчётов в среде “Mathcad”.
Расчёт передаточной функции устройства.
Нахождение корреляционной функции входного сигнала. Спектральный и частотный анализ входного сигнала, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристика. Переходная и импульсная характеристика цепи. Определение спектральной плотности выходного сигнала. курсовая работа [781,9 K], добавлен 27.04.2012
Принципы определения граничных частот многоканального сигнала для заданных параметров. Особенности оценки линейного спектра сигнала спутниковой связи. Анализ уровня сигнала на входе приемника. Мощность тепловых шумов на выходе телефонной коммутации. контрольная работа [106,6 K], добавлен 28.12.2014
Определение спектров тригонометрического и комплексного ряда Фурье, спектральной плотности сигнала. Анализ прохождения сигнала через усилитель. Определение корреляционной функции. Алгоритм цифровой обработки сигнала. Исследование случайного процесса. контрольная работа [272,5 K], добавлен 28.04.2015
Создание программы, решающей задачу табулирования входного и выходного сигнала в n равностоящих промежутках времени, а так же вычисляющую длительность импульса для них. Логическая схема взаимосвязи между модулями программы, ее тестирование и листинг. курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.03.2015
Использование для усиления узкополосных сигналов так называемых резонансных усилителей (ламповых и транзисторных). Разработка принципиальной электрической схемы усилителя сигнала с амплитудной модуляцией. Расчет характеристики, графика выходного сигнала. курсовая работа [168,9 K], добавлен 17.12.2009
Выбор частоты дискретизации первичного сигнала и типа линейного кода сигнала ЦСП. Расчет количества разрядов в кодовом слове. Расчет защищенности от шумов квантования для широкополосного и узкополосного сигнала. Структурная схема линейного регенератора. курсовая работа [2,0 M], добавлен 05.01.2013
Определение передаточной функции цепи. Анализ частотных, временных, спектральных характеристик радиотехнических цепей. Исследование влияния параметров цепи на характеристики выходного сигнала. Нахождение выходного сигнала методом интеграла наложения. курсовая работа [607,6 K], добавлен 09.08.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Анализ сигнала на выходе линейного устройства курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Проектирование бетоносмесительной установки для производства лестничных маршей производительнос
Герасимов Церковь Покрова На Нерли Сочинение Кратко
Курсовая работа: Переход России от Ельцина к Путину
Контрольная работа: Правовое регулирование деятельности унитарного предприятия
Реферат по теме Трава череды трехраздельной
Реферат: Особливості справляння податку з транспортних засобів
Реферат: Art In Architecture Essay Research Paper Architecture
Контрольная работа: Место аудита в системе финансового контроля 2
Курсовые Работы По Промышленной Безопасности
Реферат: Основные денежные теории
Реферат: Автоматизована система обліку кадрів на підприємстві
Реферат: Акцизний збір мито
Курсовой Пер 1
Курсовая работа по теме Работа с оптимизатором
Реферат: Running Essay Research Paper RUNNING Running is
Контрольная Работа На Тему Вексель Та Його Функції У Міжнародних Розрахунках
Курсовая Работа На Тему Средства Администрирования Оптоволоконных Систем Сплайсирование Волокна
Реферат: Беларускі авангард i эсэізм як вызначальныя плынi ў беларускай літаратуры XX стагоддзя
Реферат На Тему Священные Деревья Крыма
Реферат: О выполнении индивидуального задания по организации
Информация и информационная сфера - Государство и право реферат
Запасы: роль, значение и управление на примере ТОО "ТрансКаргоКазахтан" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Жанры радиопередач - Журналистика, издательское дело и СМИ реферат