2012/2013
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
TECHNIKA INFORMACYJNO-POMIAROWA
Grupa:
Data:
Nr wiczenia:
1.
2.
3.
4.
PODSTAWY CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW
POMIAROWYCH.
POMIARY PARAMETRÓW I FUNKCJONAŁÓW SYGNAŁÓW.
I. Cel wiczenia
Celem wiczenia jest poznanie metod stosowanych do wyznaczania parametrów i funkcjonałów sygnału
pomiarowego na podstawie cyfrowej reprezentacji tego sygnału.
II. Zagadnienia
1.
Klasyfikacja sygnałów pomiarowych i ich krótka charakterystyka.
2.
Próbkowanie równomierne, warunek Shannona-Kotielnikowa, aliasing.
3.
Kwantowanie (charakterystyka układu kwantuj cego, rozdzielczo , bł d kwantowania)
4.
Definicja warto ci: skutecznej, redniej, redniej wyprostowanej, szczytowej, mi dzyszczytowej sygnału
okresowego opisanego funkcj czasu; definicja współczynnika kształtu i współczynnika szczytu.
III. Program wiczenia
1.
Sygnał sinusoidalny z generatora funkcyjnego o nast puj cych parametrach:
- warto skuteczna ok. 1V
- składowa stała 0V (ang. offset)
- warto cz stotliwo ci z przedziału (20Hz
÷1kHz)
podł czy na wej cie przetwornika A/C współpracuj cego z komputerem klasy PC. Uruchomi aplikacj w
LabVIEW o nazwie
Wirtualny_woltomierz.vi, która słu y do rejestracji sygnału analogowego oraz
umo liwia wyznaczenie podstawowych parametrów i funkcjonałów sygnału na podstawie zbioru próbek
reprezentuj cych ten sygnał. Nast pnie zarejestrowa kilkakrotnie ten sam sygnał przyjmuj c ró ne warto ci
cz stotliwo ci próbkowania (np. 2
⋅f
max
, 5
⋅f
max
, 10
⋅f
max
, gdzie f
max
to najwi ksza cz stotliwo w widmie
próbkowanego sygnału). Cz stotliwo próbkowania musi spełnia kryterium Shannona–Kotielnikowa (przy
czym dla sygnału sinusoidalnego nale y pobiera co najmniej 5 próbek na okres). Czas rejestracji nie
powinien przekracza kilku sekund. Zapisa wnioski.
2. Wykona pomiary napi cia zmiennego (o parametrach ustawionych wg punktu 1) dla przebiegów:
a) sinusoidalnego,
b) prostok tnego,
c) trójk tnego
za pomoc ró nych woltomierzy napi cia zmiennego (tj. woltomierza z przetwornikiem warto ci skutecznej
V
TRMS
, woltomierza napi cia zmiennego bez przetwornika warto ci skutecznej V
AC
oraz woltomierza
wirtualnego). Wyniki zapisa w tabeli. Porówna uzyskane warto ci k
k ,
k
s
z warto ciami teoretycznymi
znamiennymi dla danego przebiegu. Wyja ni przyczyn rozbie no ci wskaza zastosowanych woltomierzy
cyfrowych napi cia zmiennego podczas pomiaru napi cia sygnału o tym samym kształcie. Zapisa wnioski.
3. Zadanie dodatkowe: zbada wpływ operacji okienkowania na widmo sygnału okresowego za pomoc
aplikacji „Signal Generation and Processing” (dost pnej w bibliotece LabVIEW). Zanotowa wnioski.
Oznaczenia:
f
- cz stotliwo podstawowa badanego sygnału
f
s
- przyj ta cz stotliwo próbkowania
V
AC
- cyfrowy woltomierz napi cia zmiennego (bez TRMS)
V
TRMS
- cyfrowy woltomierz napi cia zmiennego tzw. TRMS
U
RMS
- warto skuteczna napi cia
U
p
+
, U
p
-
- warto szczytowa napi cia
U
pp
- warto mi dzyszczytowa napi cia
U
AVGABS
- warto rednia wyprostowana (prostowanie dwupołówkowe)
k
k
- współczynnik kształtu
k
s
- współczynnik szczytu
