Генератор цифровых тестовых сигналов - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Классификация цифровых приборов. Модели цифровых сигналов. Методы амплитудной, фазовой и частотной модуляции. Методика измерения характеристики преобразования АЦП. Синтез структурной, функциональной и принципиальной схемы генератора тестовых сигналов.


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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки україни
Національний авіаційний університет
Проверить центровку изображения, линейность разверток, чистоту цвета, качество сведения трех лучей масочного кинескопа цветных телевизоров (и отрегулировать их при необходимости) поможет генератор телевизионных испытательных сигналов (сокращенно ТИС). Он вырабатывает сигналы равномерно светящегося поля, крестовидной фигуры, а также в двух режимах (густо и редко) сигналы вертикальных и горизонтальных линий и полос, сетчатого, точечного и шахматного полей. Отличают данный прибор наличие единственного подборочного элемента -- конденсатора в формирователе вертикальных линий, а также временная привязка сигнала «крест» к телевизионному изображению, квадратная форма сигналов ячеек сетчатого, точечного и шахматного полей. В предлагаемой схеме все расчеты выполнены в соответствии со стандартом на вещательное телевидение, поэтому регулировки с помощью этого прибора (центровка растра, установка линейности, горизонтального размера) идентичны настройке по УЭИТ, а отсутствие подборочных элементов обеспечивает нормальную работу генератора после его сборки без сложной наладки, что немаловажно для радиомехаников телеателье и особенно для сельских радиолюбителей. Общие принципы определения координат сигналов изображения на экране телевизора, а также простой способ составления схем сквозных делителей частоты с любым коэффициентом деления изложены в радиолюбительской литературе. Поэтому остановимся лишь на характерных особенностях схемы. При воспроизведении изображения широкоугольными цветными кинескопами теряется примерно 6% информации по горизонтали, и потому в простейших генераторах сигналов отпадает необходимость временного сдвига фронта строчного синхроимпульса (ССИ) относительно фронта строчного гасящего импульса (СГИ). Длительность кадровых синхронизирующих (КСИ) и гасящих импульсов (КГИ), а также временной сдвиг между ними -- стандартные. Ячейки сигналов сетчатого, точечного и шахматного полей должны иметь форму квадратов для определения горизонтального размера телевизионного изображения. Упрощенный генератор испытательных сигналов, который можно изготовить самостоятельно, вырабатывает сетчатое и белое поля, вертикальные и горизонтальные линии.
Структура синхросмеси обеспечивает получение на экране устойчивого изображения (без излома вертикальных и подергивания по вертикали).
Формирование сигналов испытательных изображений осуществляется от одного задающего опорного кварцевого генератора, что обеспечивает высокую точность и жесткие фазовые соотношения между элементами сигнала и, как следствие, высокую стабильность в работе.
Структурная схема прибора представлена на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Структурная схема генератора испытательных сигналов
Он состоит из задающего опорного кварцевого генератора КГ, делителя частоты ДЧ, узлов формирования сигналов "горизонтальные линии" ? ФГ и "вертикальные линии" ? ФВ и "сетчатое поле" ? СП, строчных УС и кадровых УК синхроимпульсов и узла формирования полного телевизионного сигнала УПТС.
Кварцевый генератор вырабатывает импульсы с частотой следования 1 МГц. Они поступают на делитель частоты ДЧ.
Делитель частоты имеет один вход и 13 выходов, с которых снимаются импульсные сигналы, обеспечивающие работу всех узлов генератора.
С выхода 1 ДЧ прямоугольные импульсы с частотой 500 кГц поступают на вход ФВ, где происходит формирование сигнала вертикальных линий. Через переключатель S1 этот сигнал подается на вход формирователя сетчатое поле ФС.
Для получения испытательного изображения в виде 24 горизонтальных линий служит сигнал горизонтальные линии, формируемый в узле ФГ.
Сигнал "горизонтальные линии" с выхода узла ФГ через переключатель S2 подается на второй вход узла ФС.
При одновременном поступлении на оба входа ФС полученных ранее сигналов (контакты переключателей S1 и S2 замкнуты), на его выходе образуется испытательный видеосигнал "сетчатое поле".
С делителя частоты ДЧ импульсы соответствующих частот поступают в формирователи строчных и кадровых синхроимпульсов. Полный телевизионный сигнал формируется в узле УПТС.
Принципиальная схема прибора приведена на рис. 1.9.
Задающий опорный кварцевый генератор собран на трех элементах 2И-НЕ (DD1.1…DD1.3).
Узел делителей частоты выполнен на девяти микросхемах DD2…DD10.
Формирование импульсов с требуемыми частотами следования определятся соединением триггеров по счетным и установочным входам, а также охвата их соответствующими связями.
Формирователь вертикальных линий собран на трех двухвходовых элементах 2И-НЕ (DD11.1, DD113). В этом режиме на экране кинескопа воспроизводится около 30 вертикальных линий. Конденсатор С2 определяет длительность импульсов вертикальных линий.
Значимое емкости С2 определяют подбором по толщине вертикальных линий. Их толщину устанавливают равной толщине горизонтальных линий.
Узел формирования горизонтальных линий собран на элементе 4И-не (DD12.2).
На элементе DD14.4 выполнен узел формирования сетчатого поля.
На выходе элемента DD14.4 появляется сигнал "вертикальные линии", если замкнуты только контакты переключателя S1, сигнал "горизонтальные линии" ? если замкнуты только контакты переключателя S2, и сигнал "сетчатое поле" ? при одновременном замыкании контактов S1 и S2.
Строчные синхроимпульсы формируются в узле, который выполнен на элементе 4И-НЕ (DD12.1). Сформированные строчные синхроимпульсы, структура которых представлена на рис. 1.10, подаются на вход УПС.
Узел формирования кадровых синхроимпульсов собран на элементах DD13.1…DD13.3, DD14.1, DD14.2.
Для формирования полного телевизионного сигнала на входы узла УПС подаются строчные и кадровые синхроимпульсы и один из испытательных сигналов.
Осциллограмма результирующей синхросмеси показана на рис. 1.10.
Полный телевизионный сигнал образуется на резисторе R3. Резистор R2 ограничивает величину видеосигнала на уровне 25% в сравнении с амплитудой синхросигналов.
При правильно выполненном монтаже и исправности всех элементов прибор работает сразу.
Для контроля работы функциональных узлов на рис. 1.10 приведены эпюры напряжений в соответствующих точках схемы генератора.
Прибор сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 3,4 до 6 В. При напряжении источника питания 5 В потребляемый ток составляет 17 мА.
Рис. 1.9. Принципиальная схема генератора испытательных сигналов
Рис. 1.10. Диаграммы сигналов тест-генератора
РАЗДЕЛ 2. МОДЕЛИ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ
Если рассматривать сигнал как функцию времени, то он может быть либо аналоговым, либо цифровым. Цифровым называется сигнал, интенсивность которого в течение некоторого периода поддерживается на постоянном уровне, а затем изменяется также на постоянную величину. На рис. 2.1 приведен пример цифрового сигнала - набор двоичных единиц и нулей.
Рис. 2.1. Аналоговый и цифровой сигналы
Цифровой сигнал представляет собой последовательность импульсов напряжения, которые могут передаваться по проводной линии; при этом постоянный положительный уровень напряжения может использоваться для представления двоичного нуля, а постоянный отрицательный уровень - для представления двоичной единицы.
Основное преимущество цифровых сигналов состоит в том, что их передача в общем случае дешевле и менее восприимчива к помехам, чем передача аналоговых сигналов. Основной недостаток - цифровым сигналам затухание вредит больше, чем аналоговым. На рис. 2.2 показаны исходная последовательность импульсов напряжения, генерируемых источником, и эти же импульсы, прошедшие некоторое расстояние по передающей среде. Из-за затухания, или ослабления, мощности сигнала на высоких частотах импульсы становятся более сглаженными и низкими. Ясно, что это затухание довольно быстро может привести к потере информации, содержащейся в передаваемом сигнале.
Рис. 2.2. Ослабление цифровых сигналов
В общем случае оборудование для кодирования цифровых данных цифровым сигналом дешевле и проще, чем оборудование для модулирования цифровых данных аналоговым сигналом (рис.2 3.).
Рис. 2.3. Кодирование цифровых данных цифровым и аналоговым сигналом
Цифровая передача данных связана с содержанием сигнала. Цифровой сигнал можно передать только на ограниченное расстояние, пока затухание не нарушит целостности данных. Для передачи цифровых данных на большие расстояния используются ретрансляторы, которые принимают цифровой сигнал, восстанавливают закодированную комбинацию нулей и единиц и передают новый сигнал. Таким образом происходит компенсация затухания.
Простейшим типом сигнала является периодический сигнал, в котором некоторая структура периодически повторяется во времени. На рис. 2.4 приведен пример периодического цифрового сигнала (прямоугольный сигнал, или меандр). Математическое определение: сигнал s (t) является периодическим тогда и только, когда:
где постоянная Т является периодом сигнала (Т Ї наименьшая величина, удовлетворяющее этому уравнению). Если невозможно найти Т, удовлетворяющее уравнению, сигнал называется апериодическим.
В общем случае такой сигнал можно определить тремя параметрами: максимальной амплитудой А, частотой f и фазой ц. Максимальной амплитудой называется максимальное значение или интенсивность сигнала во времени; измеряется максимальная амплитуда, как правило, в вольтах. Частотной называется темп повторения сигналов (в периодах за секунду, или герцах). Эквивалентным параметром является период сигнала Т, представляющий собой время, за которое происходит повторение сигнала; следовательно, Т =1/f. Фаза является мерой относительного сдвига по времени в пределах отдельного периода сигнала (данный термин будет проиллюстрирован несколько ниже).
В общем случае синусоидальный сигнал можно представить в следующем виде:
Влияние изменения каждого из трех параметров показано на рис. 2.5. На рис. 2.5, а частота составляет 1 Гц; следовательно, период. Т равен 1 с. На рис. 2.5, б частота и фаза те же, но амплитуда уменьшена в два раза. На рис. 2.5, в частота f =2, что эквивалентно периоду Т=1/2. Наконец, на рис. 2.5, г показано влияние сдвига фазы на р/4 радиан, что составляет 45є (2р радиан = 360є = 1 период).
По горизонтальной оси на рис 2.5 отложено время; на самом же графике показана зависимость от времени величины сигнала в данной точке пространства. Подобные графики (с точностью до изменения масштаба) можно получить, если отложить на горизонтальной оси расстояние. В этом случае на графике будет изображена интенсивность сигнала в данный момент времени в зависимости от расстояния. Например, при передаче синусоидальной волны (если рассмотреть электромагнитную волну на некотором расстоянии от антенны или звук на некотором расстоянии от громкоговорителя) в отдельный момент времени интенсивность сигнала изменяется по гармоническому закону как функция расстояния от источника.
Существует простое соотношение между двумя синусоидальными сигналами, один из которых изменяется во времени, а другой ? в пространстве. Определим длину волны сигнала л, как расстояние, занимаемое одним периодом или, иными словами, как расстояние между двумя точками равных фаз двух последовательных циклов. Предположим, что сигнал распространяется со скоростью н. Тогда длина волны связана с периодом следующим соотношением: л = нТ, что равносильно лf = н. Особое значение для нашего изложения имеет случай н = c, где c - Скорость света в вакууме, приблизительно равная
2.1.1 Основные понятия частотного представления сигнала
Реальный электромагнитный сигнал составлен из многих частот. Рассмотрим, например, сигнал, показанный на рис. 2.6, в.
S(t)=(4/р)Ч[sin(2рft)+(1/3)sin(2р(3f)t)] (2.3)
Он состоит из простых синусоидальных сигналов с частотами f и 3f, показанных соответственно на рис. 2.6, а и б. Отметим два интересных момента, связанных с этим рисунком.
Рис. 2.6. Сложение частотных составляющих (Т = 1/f)
Вторая частота кратна первой. Если все частотные составляющие сигнала кратны одной частоте, то последняя называется собственной частотой.
Период суммарного сигнала равен периоду сигнала собственной частоты. Период составляющей sin (2рѓt) равен Т = 1/ѓ, и, как можно увидеть на рис. 2.6, в, период сигнала s(t) также равен Т.
Любой сигнал складывается из синусоидальных составляющих с разными частотами. Сложив вместе достаточное количество синусоидальных сигналов с соответствующими амплитудами, частотами и фазами, можно получить электромагнитный сигнал любой формы. Аналогично любой электромагнитный сигнал рассматривается как совокупность периодических аналоговых (синусоидальных) сигналов с разными амплитудами, частотами и фазами. Далее по ходу изложения мы увидим, как важно иметь возможность рассмотреть сигнал не как процесс изменения во времени (временное представление), а как функцию частоты (частотное представление).
Спектром сигнала называется область частот, составляющих данный сигнал. Для сигнала, приведенного на рис. 2.6, в, спектр простирается от ѓ до 3ѓ. Абсолютной шириной полосы сигнала называется ширина его спектра. В рассматриваемом случае (рис. 2.6. в) ширина полосы составляет 3ѓ-ѓ=2ѓ. Многие сигналы имеют бесконечную ширину полосы, но большая часть их энергии сосредоточена в относительно узкой полосе частот, называемой эффективной полосой, или просто полосой.
2.1.2 Связь между скоростью передачи данных и шириной полосы
Существует прямая связь между информационной емкостью сигнала и шириной его полосы: чем шире полоса, тем больше информации может нести сигнал. Рассмотрим очень простой пример, воспользовавшись сигналом, показанным на рис. 2.5, б. Предположим, что положительный импульс представляет двоичный нуль, а отрицательный - двоичную единицу. Следовательно, данный сигнал представляет двоичный поток 0101…. Длительность каждого импульса равна 1/2f; следовательно, скорость передачи данных составляет 2f битов в секунду (бит/с). При сложении синусоид с частотами f и 3f ( рис2.6.) мы получаем сигнал, форма которого начинает походит на форму исходного прямоугольного сигнала. Продолжим этот процесс и добавим синусоидальный сигнал с частотой 5f (результат показан на рис. 2.7, а), а затем сигнал с частотой 7f (рис. 2.7, б). Продолжая добавлять составляющие с нечетными частотами, кратными f, и надлежащим образом выбранными амплитудами, мы увидим, что результирующий сигнал все больше и больше приближается к прямоугольной форме.
Действительно, можно показать, что составляющие прямоугольного сигнала с амплитудами А и -А можно выразить следующим образом:
Этот сигнал содержит бесконечное число частотных составляющих и, следовательно, имеет бесконечную ширину полосы. Впрочем, максимальная амплитуда k-й составляющей с частотой kf равна всего лишь 1/k, поэтому большая часть энергии данного сигнала приходится на несколько первых составляющих. Что произойдет, если мы ограничим полосу только первыми тремя частотными составляющими? Ответ мы уже видели, он приведен на рис. 2.7, а. Здесь форма результирующего сигнала достаточно близка к форме исходного прямоугольного сигнала.
Рис. 2.7. Частотные составляющие прямоугольного сигнала (Т=1f)
Рисунки 2.6 и 2.7 можно использовать для иллюстрации связи между скоростью передачи данных и шириной полосы. Предположим, что мы используем цифровую систему, способную передавать сигналы с шириной полосы 4 МГц. Попытаемся передать последовательность чередующихся нулей и единиц в виде сигнала прямоугольной формы, приведенного на рис. 2.7, в.
В общем случае любой цифровой сигнал имеет бесконечную ширину полосы. Если мы попытаемся передать этот сигнал через какую-то среду, передающая система наложит ограничения на ширину полосы, которую можно передать. Более того, для каждой конкретной среды справедливо следующее: чем больше передаваемая полоса, тем больше стоимость передачи. Поэтому, с одной стороны, по экономическим и практическим соображениям следует аппроксимировать цифровую информацию сигналом с ограниченной шириной полосы. С другой стороны, при ограничении ширины полосы возникают искажения, затрудняющие интерпретацию принимаемого сигнала. Чем больше ограничена возможность возникновения ошибок при приеме.
Классификация цифровых измерительных приборов, разработка структурной схемы устройства измерения временных величин сигналов. Описание базового микроконтроллера и программного обеспечения. Аппаратно-программные средства контроля и диагностики устройства. дипломная работа [647,7 K], добавлен 20.10.2010
Понятие моделей источников цифровых сигналов. Программы схемотехнического моделирования цифровых устройств. Настройка параметров моделирования. Определение максимального быстродействия. Модели цифровых компонентов, основные методы их разработки. курсовая работа [2,4 M], добавлен 12.11.2014
Принципы построения делителя частоты цифровых сигналов, составные части асинхронного и синхронного счетчиков. Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Расчет элементов, выходных параметров схемы, однополярного блока питания для счетчика. курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.06.2012
Назначение и виды генераторов испытательных сигналов. Проектирование ГИС с использованием аналоговых и цифровых интегральных микросхем серии К155. Работа основных его элементов. Выбор функциональной схемы. Конструкция, детали и налаживание устройства. курсовая работа [173,9 K], добавлен 18.10.2010
Проектирование цифрового генератора аналоговых сигналов. Разработка структурной, электрической и функциональной схемы устройства, блок-схемы опроса кнопок и работы генератора. Схема делителя с выходом в виде напряжения на инверсной резистивной матрице. курсовая работа [268,1 K], добавлен 05.08.2011
Специфика сигналов с частотной модуляцией. Спектры сигналов различных индексов модуляции. Факторы передачи сигналов с паразитной амплитудной модуляцией. Особенности приемников частотно-модулированного сигнала. Классификация ограничителей, их действие. презентация [306,0 K], добавлен 12.12.2011
Исследование принципов разработки генератора аналоговых сигналов. Анализ способов перебора адресов памяти генератора аналоговых сигналов. Цифровая генерация аналоговых сигналов. Проектирование накапливающего сумматора для генератора аналоговых сигналов. курсовая работа [513,0 K], добавлен 18.06.2013
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



Генератор цифровых тестовых сигналов дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа: Учет и аудит основных средств предприятия на примере МУП "Яргорэлектротранс"
Контрольная работа: Текстовые процессоры. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Террористический акт: проблемы квалификации
Реферат На Тему Риторика В Украине
Выберите Правильное Название Сочинения Р К Щедрина
Реферат по теме Наука и научное познание
Липецк Учебно Курсовой Комбинат Осипенко
Реферат: Иконопись и ее особенности. Иконописные школы Древней Руси
Реферат: Завдання колективу фізичної культури у школі
Контрольная Работа На Тему Хозяйство Украинских Земель В Доисторические Времена
Сочинение На Историческую Тему
Дипломная работа: Исследование и внедрение современных технологий управления персоналом в туристической организации
Основные Этапы В Истории Западной Философии Реферат
Реферат по теме Римская церковь
Дипломная работа по теме Нетипичные семьи
Реферат по теме Классификация государств, исторические типы, формы правления и государственного устройства
Реферат Вред Курения И Алкоголя На Организм Человека
Строение Атома И Атомного Ядра Контрольная Работа
Учет Курсовых Разниц 2022
Реферат: The Death Penalty In The Name Of
Права людини - Государство и право сочинение
Анализ и синтез САУ методом корневого годографа - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника отчет по практике
Учет финансовых вложений - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа