Спектральный анализ аналоговых сигналов и расчет откликов на выходе линейной цепи - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Спектральный анализ аналоговых сигналов и расчет откликов на выходе линейной цепи
Спектральный анализ аналоговых непериодического и периодического сигналов. Анализ аналоговой линейной электрической цепи во временной и частотной области. Расчет и построение спектра коэффициентов комплексного ряда Фурье. Расчет шины спектра сигнала.
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.
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине
Методы математического описания сигналов» (ММОС)
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И РАСЧЕТ ОТКЛИКОВ НА ВЫХОДЕ ЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ
Целью данной курсовой работы является практическое освоение методов анализа аналоговых периодических и непериодических сигналов во временной и частотной областях, а также расчет прохождения этих сигналов через линейную цепь на примере решения конкретной задачи.
В ходе курсовой работы было произведено разложение сигнал на его типовые составляющие. Найдена спектральная плотность аналогового непериодического сигнала, на основе которого рассчитаны коэффициенты комплексного ряда Фурье, описывающего аналоговый периодический сигнал. Построены спектральные характеристики аналогового периодического сигнала, а также найдена ширина спектра сигнала. Восстановлен периодический сигнал усечённым рядом Фурье. Рассчитана и построена погрешность представления аналогового периодического сигнала усечённым рядом Фурье. Для заданной цепи найден комплексный коэффициент передачи. Рассчитаны и построены амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики. Также были рассчитаны и построены переходная и импульсная характеристики операторным методом расчёта. Найдены и построены отклики прохождения периодического и непериодического сигнала через аналоговую линейную электрическую цепь.
Расчеты и построение графиков проводились в среде MathCad 15. Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Office Word 2007 и представлена в текстовом формате.
Методы математического описания сигналов является базовым курсом в системе подготовки современного инженера в области радиотехники и радиоэлектроники. Его целью является изучение фундаментальных закономерностей связанных с получением сигналов, их передачей по каналам связи, обработкой и преобразованием в радиотехнических цепях.
Радиоэлектроника является отраслью знаний, чрезвычайно быстро развивающейся как в научном, так и в техническом плане. Появляются новые направления, использующие как новые научные методы, так и новые схематические решения, новую техническую базу. Однако и некоторые «старые», традиционные методы и идеи не отмирают, остаются необходимыми в арсенале инженера.
Целью данной курсовой работы является практическое освоение методов анализа аналоговых периодических и непериодических сигналов во временной и частотной областях, а также расчет прохождения этих сигналов через линейную цепь на примере решения конкретной задачи. Также будет рассмотрен математический аппарат, применяемый при анализе прохождения сигналов. Будут представлены формулы для расчетов и приведены графики работы линейной цепи.
Сигнал, изображенный на рисунке 1.1, представляет собой знакочередующуюся последовательность импульсов прямоугольной формы, поэтому постоянная составляющая равна нулю:
Путем дискретизации спектральной плотности нашего сигнала определим комплексные коэффициенты Фурье:
Запишем расчетную формулу для комплексных коэффициентов Фурье
Таблица 1 - Коэффициенты комплексного ряда Фурье
Построим спектральные характеристики периодического сигнала. Под спектральными характеристиками понимают распределение амплитуд и начальных фаз по частотам и называют спектрами амплитуд и фаз соответственно.
Рисунок 1.5 - Спектр коэффициентов комплексного ряда Фурье
Рисунок 1.6 - Спектр фаз коэффициентов комплексного ряда Фурье
Спектр фаз коэффициентов комплексного ряда Фурье имеет большую линейную составляющую, которая мешает увидеть значимую часть фазочастотной характеристики (ФЧХ).
Для компенсации линейной составляющей ФЧХ умножим комплексные коэффициенты Фурье на , тогда спектр фаз примет, следующий вид
Рисунок 1.7 - Спектр фаз коэффициентов комплексного ряда Фурье с компенсированной линейной составляющей
Относительное значение погрешности аппроксимации аналогового периодического сигнала усечённым рядом Фурье определяется как:
где - средняя мощность сигнала, - мощность оценки .
Средняя мощность сигнала равна отношению энергии периодического сигнала к периоду:
Мощность оценки можно определить по спектру как сумму мощностей отдельных гармонических составляющих:
Среднеквадратическая погрешность представления аналогового периодического сигнала усечённым рядом Фурье равна
Найдем среднюю мощность погрешности аппроксимации :
Рисунок 1.11 - Погрешность представления аналогового периодического сигнала усечённым рядом Фурье
Как мы можем видеть, с увеличением числа гармонических колебаний погрешность уменьшается. Если устремить число гармонических колебаний к бесконечности, то погрешность будет стремиться к нулю.
Изобразим графически отклик для периодического сигнала
Рисунок 2.7 - Периодический сигнал на выходе ЛЭЦ по 26 гармоническим колебаниям
Рисунок 2.8 - Периодический сигнал на выходе ЛЭЦ по 100 гармоническим колебаниям
На рисунке 2.7 и 2.8 наблюдаем, что при увеличении числа рассматриваемых гармоник «бросок» становится более четким, т. е. исчезает пульсирующий характер.
Рисунок 2.9 - Периодический сигнал на выходе ЛЭЦ при
Рисунок 2.10 - Периодический сигнал на выходе ЛЭЦ при
Анализируя полученные графики (рисунки 2.7, 2.9 и 2.10) можно сказать, что с увеличением в десять раз отклик становится все более похожим на входной сигнал, а с уменьшением в десять раз входной сигнал переворачивается, и наша цепь работает как инвертор.
Исходя из выше сказанного, опишем выходной сигнал следующей формулой:
Построим отклик на прямоугольный сигнал ЛЭЦ, используя полученную формулу.
Рисунок 2.11 - Непериодический сигнал на выходе ЛЭЦ
Отклик непериодического сигнала на выходе ЛЭЦ подобен периодическому сигналу, построенный по 100 гармоникам (рисунок 2.8). Отсюда можно сделать вывод, что если непериодический сигнал имеет во временном представлении такую же форму и такие же параметры как и периодический сигнал, то можно предсказать его поведение во временной области, зная поведение периодического сигнала.
Рисунок 2.12 - Непериодический сигнал на выходе ЛЭЦ при
Рисунок 2.13 - Непериодический сигнал на выходе ЛЭЦ при
Так же как и у периодического сигнала, с увеличением отклик непериодического сигнала на выходе ЛЭЦ становится похожим на входной сигнал, а с уменьшением цепь работает как инвертор.
1. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. школа, 2009. - 462 с. (304 экз.) ISBN: 5-06-003843-2.
2. Каратаева Н. А. Радиотехнические цепи и сигналы. Теория сигналов и линейные цепи. Учебное пособие. Томск: ТУСУР, 2012. - 261 с. Режим доступа: http://edu.tusur.ru/training/publicatos/2798.
3. Каратаева Н. А. Радиотехнические цепи и сигналы. Теория сигналов и линейные цепи. Учебное пособие. Томск: ТУСУР, 2010. - 255 с. (108 экз.) ISBN 5-86889-175-9.
4. Учебное методическое пособие. Радиотехнические цепи и сигналы. Часть 1. Теория сигналов и линейные цепи. Каратаева Н. А, Киселев П. Томск: ТУСУР, 2012. - 33 с. Режим доступа: http://edu.tusur.ru/training/publicatos/2790.
Разложение непериодического сигнала на типовые составляющие. Расчет изображения аналогового непериодического сигнала по Лапласу. Нахождение спектральной плотности аналогового непериодического сигнала. Расчет ширины спектра периодического сигнала. курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.01.2015
Рассмотрение характеристик аналоговых непериодического и периодического сигналов; их типовые составляющие. Изучение основ методов анализа сигналов во временной и частотной областях; расчет их прохождения через линейную цепь на примере решения задачи. курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.03.2014
Определение отклика пассивной линейной электрической цепи на заданное воздействие временным и спектральным методом: разложение входного сигнала на гармоники, построение АЧС и ФЧС, расчет коэффициента передачи, расчет переходной и частотных характеристик. курсовая работа [589,9 K], добавлен 31.12.2010
Расчет спектральной плотности непериодических сигналов. Спектральный анализ непериодических сигналов. Определение ширины спектра по заданному уровню энергии. Расчет автокорреляционной функции сигнала и корреляционных функций импульсных видеосигналов. контрольная работа [96,4 K], добавлен 29.06.2010
Спектральный анализ периодического и непериодического управляющих сигналов. Особенности поинтервального описания входного сигнала. Расчет прохождения периодических и непериодических сигналов через линейные электрические цепи первого и второго порядков. контрольная работа [827,4 K], добавлен 07.03.2010
Предпосылки к созданию радиотехники. Методы анализа линейных цепей. Спектральный анализ трапециевидного одиночного импульса с последующим синтезом цепи и определением выходного сигнала. Разработка программного обеспечение и осуществление расчета на ЭВМ. курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.09.2016
Использование спектра в представлении звуков, радио и телевещании, в физике света, в обработке любых сигналов независимо от физической природы их возникновения. Спектральный анализ, основанный на классических рядах Фурье. Примеры периодических сигналов. курсовая работа [385,8 K], добавлен 10.01.2017
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
Спектральный анализ аналоговых сигналов и расчет откликов на выходе линейной цепи курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа по теме Информационная система для мобильных устройств
Курсовая работа: Российско-китайские экономические отношения. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат По Самбо 9 Класс
Контрольная работа: Рынок ценных бумаг в России
Курсовая работа по теме Проектирование системы устройств автоматического управления и защиты судовой электростанции, отвечающей требованиям регистра РФ
Культура Речи Врача Эссе
Контрольные работы: Краеведение и этнография
Курсовая работа: Антреприза Дягилева. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение По Поэзии Серебряного Века Гумилев
Статья На Тему Управління Енергетичною Безпекою
Реферат: Literature and theatre of the USA
Самостоятельные И Контрольные Работы 9 Класс Алгебра
Контрольная работа: Предпринимательская деятельность в Украине
Контрольная Работа На Тему Классификация, Маркировка, Области Применения Углеродистых Сталей
Доклад по теме Функциональная асимметрия полушарий головного мозга
Курсовая работа по теме Товарный знак: понятие, типология, функциональное назначение, жизненный цикл
Контрольная Работа 9 Класс Литература Огэ
Реферат На Тему Законы Тождества И Достаточного Основания
Контрольная работа по теме Освіта Польщі міжвоєнного періоду
Реферат Архитектура Как Вид Искусства
Функционирование неологизмов в англоязычном интернет-дискурсе и словообразовательные модели их создания - Иностранные языки и языкознание дипломная работа
Современные радиостанции и состояние радиорынка - Журналистика, издательское дело и СМИ контрольная работа
История законодательства об ответственности за взяточничество в Российской империи - Государство и право статья