POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydzia Elektryczny

Katedra Elektroniki

Laboratorium

Cyfrowego Przetwarzania Sygna ów

Temat &wiczenia:

SYGNA Y DYSKRETNE.

Lublin 2003

Spis tre-ci:

I. Cel &wiczenia

3

II.

Podstawy

teoretyczne 21

III. Instrukcja wykonania &wiczenia

4

IV. Informacje dotycz3ce

sprawozdania 20

I. Cel wiczenia

Celem tego &wiczenia jest analiza prostych sygna ów

analogowych. Polega& ma ona na obserwacji przebiegów czasowych
i widm sygna ów. Zauwa6y& nale6y tak6e podstawowe zale6no-ci
pomi7dzy zadanymi parametrami symulacji a wynikami w postaci
jako-ci odwzorowywanych widm bitowej ( zniekszta ceniami widma
sygna u).

Uruchomienie modeli powinno wi3za& si7 z wcze-niejszym

zapoznaniem z podstawami teoretycznymi zawartymi w niniejszej
instrukcji a tak6e przypomnieniem wiadomo-ci z Wyk adów.

II Podstawy teoretyczne

W systemach wyst7puj3 sygna y ci3g e i dyskretne. Sygna y

ci3g e poddawane s3 dyskretyzacji (próbkowaniu na osi czasu), aby
umo6liwi& obliczenia numeryczne na ci3gu próbek sygna u. Sygna y
dyskretne (DT- discrete time) s3 przetwarzane w systemach
dyskretnych. Systemy dyskretne liniowe i sta e w czasie (DTLTI -
discrete timelinear time invariant) opisuje si7

równaniami

ró6nicowymi ze sta ymi wspó czynnikami.
Dla

sygna u dyskretnego x[n] oblicza si7 jego parametry jak:

suma Ax[n], suma bezwzgl7dna A|x[n]|, energia Ax

2

[n]. Na sygnale

dyskretnym wykonuje si7 takie podstawowe operacje jak: roz o6enie
na cz7-& parzyst3 i nieparzyst3 x[n] = x

e

[n] + x

o

[n] (gdzie

x

e

[n] = (x[n] + x[-n]/2, x

o

[n] = (x[n] - x[-n]/2), odbicie lustrzane

sygna u x[n] F x[-n] (odwrócenie kolejno-ci próbek, opóGnienie
sygna u o d próbek x[n-d], sumowanie kumulowane, wyznaczanie
przyrostów x[n] – x[n-1].
Najcz7-ciej spotykane sygna y dyskretne, to: funkcja impulsowa
A•J[n-K], uskok jednostkowy A•u[n-K], funkcja rampowa A•r[n-K]=
A•[n-K]•u[n-K], funkcja wyk adnicza A•(b)

n-K

funkcja pot7gowa A•(n-

K)

p

,

funkcja harmoniczna A•cos[b(n-K)+r], funkcja typu

sinc(x)=sin( x)/( x).

III. Instrukcja wykonania wiczenia

Program:

1. Obserwacja przebiegów czasowych i widma, zmian przebiegów i

widma w wyniku zmian parametrów sygna u wej-ciowego

2. Ocena szeroko-ci pasma zajmowanego przez sygna

Wymagania

1) Znajomo-& przebiegów i widm poszczególnych analizowanych

sygna ów

2) Znajomo-& odpowiednich wyprowadzeL matematycznych

dotycz3cych materia u &wiczenia

Przebieg wiczenia

Schemat uk adu pomiarowego:

Za aduj plik dsp_10.mdl

Wybór mo6liwych sygna ów badanych:

Wykonaj:

1. badanie skoku jednostkowego

a. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: skok jednostkowy

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników umie-&
w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe z oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

2. badanie delty Diraca

b. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: delta Diraca

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników umie-&
w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe z oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

3. badanie sin(x)

a. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: sin(x)

b. Dla cz7stotliwo-ci:

a. f = 100Hz
b. f = 500Hz
c. f = 1000Hz

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników uzyskanych dla f=100Hz
umie-& w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe w zakresie wspó rz7dnej czasu: 0.3...0.5s z
oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

4. badanie sin(x)/x

c. Czas symulacji ustaw 20s. Wybierz typ sygna u: sin(x)/x

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników umie-&
w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe z oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

5. badanie impulsu prostok3tnego AC

a. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: impuls prostok3tny AC
b. Dla cz7stotliwo-ci:

a. f = 100Hz
b. f = 500Hz
c. f = 1000Hz

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników uzyskanych dla f=100Hz
umie-&
w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe w zakresie wspó rz7dnej czasu: 0.3...0.5s z
oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

6. badanie impulsu prostok3tnego DC

a. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: impuls prostok3tny DC
b. Dla cz7stotliwo-ci:

a. f = 100Hz
b. f = 500Hz
c. f = 1000Hz

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników uzyskanych dla f=100Hz
umie-& w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe w zakresie wspó rz7dnej czasu: 0.3...0.5s z
oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

7. badanie przebiegu pi okszta tnego

b. Czas symulacji ustaw 1s. Wybierz typ sygna u: przebieg pi okszta tny
c. Dla cz7stotliwo-ci:

a. f = 100Hz
b. f = 500Hz
c. f = 1000Hz

wykonaj symulacj7 i zaobserwuj przebiegi czasowe z oscyloskopu i
widmo ze spektroskopu. Na podstawie wyników uzyskanych dla f=100Hz
umie-& w sprawozdaniu:

•

przebiegi czasowe w zakresie wspó rz7dnej czasu: 0.3...0.5s z
oscyloskopu

•

widma w zakresie wspó rz7dnej cz7stotliwo-ci: -1000Hz...+1000Hz
z analizatora widma

IV. Informacje dotycz3ce sprawozdania.

Sprawozdanie powinno zawiera&:
- imiona i nazwiska wykonuj3cych &wiczenie
- temat i dat7 wykonania &wiczenia
- opis sposobu realizacji wyznaczonych w instrukcji celów
- rysunki prezentuj3ce analizowane sygna y (widma i przebiegi czasowe)
- spostrze6enia i wnioski

Termin oddania sprawozdania up ywa wraz z nast7pnym terminem odbywania
laboratorium.