Системы счисления

Анализ цифрового преобразования Фурье как инструмента спектрального анализа непериодических сигналов. Показатели дискретности частоты сигнала. Определение спектральной плотности импульса, формирование его длительности и амплитуды, лепестка затухания.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 10.02.2015
Размер файла 111,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра Телекоммуникационных систем

Контрольная работа

по дисциплине Основы цифровой обработки сигналов в ТКС

Системы счисления

Приняла:

ст. преподаватель

Сарженко Л.И.

Выполнил:

ст. гр. БРЭ-05-12

Оразаева А.Б.

Алматы 2008 г.

ВВЕДЕНИЕ

Преобразование Фурье является инструментом спектрального анализа непериодических сигналов, но можно применять и к сигналам периодическим, но для этого потребуется использование аппарата обобщенных функций. Изменение пределов интегрирования не играет роли - ведь на добавившемся между импульсами пространстве сигнал имеет нулевое значение. Единственное дополнительное изменение будет состоять в уменьшении общего уровня гармоник из-за деления результата интегрирования на увеличившийся период.

С ростом следования импульсов гармоники располагаются ближе друг другу по частоте, а общий уровень спектральных составляющих становится все меньше.

Если устремить период к бесконечности (превратив тем самым периодическую последовательность в одиночный импульс) гармоники спектра будут плотно занимать всю частотную ось, а их амплитуды упадут до нуля (станут бесконечно малыми). Однако взаимное соотношение между уровнями гармоник остается неизменным и определяется:

.

Следовательно, при спектральном анализе непериодических сигналов формула для расчета коэффициентов комплексного ряда Фурье модифицируется следующим образом:

1. Частота перестают быть дискретно меняющейся и становится непрерывным параметром преобразования (т.е. k заменяется на ).

2. Удаляется множитель 1/Т.

3. Результатом вычислений вместо нумерованных коэффициентов ряда Ск является функция частоты S() - спектральная функция сигнала s(t). Иногда её называют так же спектральной плотностью.

Формула прямого преобразования Фурье:

ЗАДАЧА

Задан импульс, параметры которого представлены в таблицах 1 и 2

Таблица 1.

Предпоследняя цифра номера студенческой зачетной книжки

9

Вид импульса

Рис.

1

Таблица 2.

Последняя цифра номера студенческой зачетной книжки

6

Uo

в

1

Длительность импульса - ф

мкс

8

альфа

Рад/сек

8

T (шаг дискрет-ции

мкс

0,08

Рис. 1 - Импульс

Требуется:

1. Определить спектральную плотность импульса, заданного в таблице, согласно варианту.

2. Построить АЧХ и ФЧХ спектральной плотности при заданной длительности импульса и амплитуде.

3. Используя полученные графики построить аналогичные зависимости для импульса вдвое меньше длительности. Отобразить на графиках влияние задержки импульса на время ф/2..

4. Заданный сигнал подвергнут дискретизации с шагом T. Найти спектральную плотность дискретизированного сигнала. Построить амплитудный спектр дискретизированного сигнала.

РЕШЕНИЕ

1. Спектральную плотность импульса:

Колебание прямоугольного импульса можно записать в виде:

Его спектральная плотность:

2. АЧХ и ФЧХ спектральной плотности

Рис. 2.

Таблица 3.

w

G(w)

0

8*10-6

/

5.096*10-6

1.5/

2.405*10-6

3/

1.699*10-6

5/

1.019*10-6

7/

7.279*10-6

3. Используя полученные графики построить аналогичные зависимости для импульса вдвое меньше длительности.

Рис. 3.

спектральная плотность импульса вдвое меньше длительности, при сжатии импульса происходит расширение его спектра, а значение G(0) уменьшается.

Рис. 4.

При сдвиге импульса вправо (запаздывание) на время /2 (Рис. 5) фазовый спектр изменяется на величину -/2, определяемую аргументом множителя exp(-j/2). результирующий фазовый спектр запаздывающего импульса изображен на рис. 6 прямой линией.

Рис. 5.

4. Заданный сигнал подвергнут дискретизации с шагом T. Найти спектральную плотность дискретизированного сигнала. Построить амплитудный спектр дискретизированного сигнала.

Рис. 6.

Рис. 7 - Амплитудный спектр дискретизированного сигнала

N=/T=8/0.08=100 отсчетов

д=2/Tд=2*3,14/0,08=78,5Гц

Амплитуды равны = Uo

Спектральная плотность дискретизированного сигнала

Рис. 7.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

дискретность сигнал фурье спектральный

Как видно из рисунка 2 спектр представляет собой функцию вида sin(x)/x. Амплитудный спектр имеет лепестковый характер, а ширина лепестков равна 2/, т.е. обратно пропорциональна длительности импульса. значение спектральной функции на нулевой частоте равно площади импульса Uo. Спектральная функция является вещественной, поэтому фазовый спектр принимает лишь два значения - 0 и , в зависимости от знака функции sin(x)/x. Значение фазы и - неразличимы, разные знаки для фазового спектра при >0 и <0 использованы лишь с целью представить его в виде нечетной функции.

После сдвига импульса во времени его амплитудный спектр остался прежним, а фазовый сдвиг приобрел сдвиг, линейно зависящий от частоты. Спектр данного сигнала простирается до бесконечности, лишь постепенно затухая. Спектр имеет лепестковый характер и ширина главного лепестка 2/. При лепестковом характере спектра за эффективную ширину спектра можно применять ширину главного лепестка, и она равна 2/, т.е. обратно пропорциональна длительности импульса. Это общее соотношение: чем короче сигнал, тем шире его спектр.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов. Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2002. - 608 с.

2 Г.С. Казиева. Основы цифровой обработки сигналов в ТКС. Конспект лекций. - Алматы: АИЭС, 2006. - 46 с.

3 Е.Б. Соловьева и др. Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций. - СПб.: БХВ - Петербург, 2003. - 608 с.

4 Радиотехнические цепи и сигналы. Под ред. К.А. Самойло. - М.: Радио и связь, 1982. - 528 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет спектральной плотности экспоненциального импульса цифрового устройства с помощью формулы прямого преобразования Фурье. Построение АЧХ и ФЧХ спектральной плотности. Построение амплитудного спектра периодического дискретизированного сигнала.

    контрольная работа [197,1 K], добавлен 23.04.2014

  • 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

  • Построение графиков амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. Расчет рекурсивного цифрового фильтра, цифрового спектра сигнала с помощью дискретного преобразования Фурье. Оценка спектральной плотности мощности входного и выходного сигнала.

    контрольная работа [434,7 K], добавлен 10.05.2013

  • Спектральные характеристики периодических и непериодических сигналов. Свойства преобразования Фурье. Аналитический расчёт спектра сигнала и его энергии. Разработка программы в среде Borland C++ Bulder 6.0 для подсчета и графического отображения сигнала.

    курсовая работа [813,6 K], добавлен 15.11.2012

  • 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

  • Графическое представление модуля и аргумента спектральной плотности. Спектрограмма сигнала, задержанного на половину длительности импульса. Аналитическое выражение и график импульсной характеристики цепи. Средняя мощность периодического сигнала.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.12.2016

  • Соотношение для спектральных плотностей входного и выходного сигнала, дискретное преобразование Фурье. Статистические характеристики сигналов в дискретных системах. Дискретная спектральная плотность для спектральной плотности непрерывного сигнала.

    реферат [189,3 K], добавлен 23.09.2009

  • Выбор частоты дискретизации широкополосного аналогового цифрового сигнала, расчёт период дискретизации. Определение зависимости защищенности сигнала от уровня гармоничного колебания амплитуды. Операции неравномерного квантования и кодирования сигнала.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 18.07.2014

  • Расчёт энергетических характеристик сигналов и информационных характеристик канала. Определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора. Граничные частоты спектров сигналов.

    курсовая работа [520,4 K], добавлен 07.02.2013

  • 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

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.