WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

im. Jarosława Dąbrowskiego

w Warszawie

Wydział Elektroniki

LABORATORIUM SYGNAŁÓW I KODOWANIA

Grupa

Podgrupa

Data wykonania

Ćwiczenie prowadził

ćwiczenia

...........................

............................

............................

............................

Skład podgrupy:

Data oddania

Ocena:

sprawozdania

1.

............................................................

2. ............................................................

............................

............................

3. ............................................................

4. ............................................................

Podpis prowadzącego

5. ............................................................

6. ............................................................

7. ............................................................

............................

8. ............................................................

9. ............................................................

10.

............................................................

Temat ćwiczenia: Przekształcenia sygnałów losowych w układach

1. Wykaz przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu Lp.

Nazwa przyrządu

Typ

Firma

Numer fabryczny

1.

2.

3.

4.

5.

2. Realizacja ćwiczenia

2.1 Badanie parametrów i charakterystyk statystycznych sygnałów losowych w układzie z ogranicznikiem amplitudy

2.1.1 Realizacja pomiaru

Dla określonego przez prowadzącego rodzaju sygnału z generatora funkcyjnego, wartości jego parametrów oraz liczby uśrednień obserwowanych realizacji sygnału N ≥ 100 zapisać w tabeli wartości skumulowane parametrów statystycznych sygnału, przy określonych poziomach ograniczenia amplitudy sygnału (ograniczanie tylko z góry, przy pomocy górnego pokrętła! ):

-

wartość międzyszczytowa (dynamika sygnału) [ Ampl]: Upp_we = ………… [mV];

-

wartość składowej stałej [ Offset]: U0 = 109 [mV];

-

wartość częstotliwości podstawowej [ Freq]: f = ………… [kHz];

-

liczba uśrednień obserwowanych realizacji sygnału: N ≥ 100.

Rodzaj sygnału: ………………………,Upp_we = ………… [mV], f = ………… [kHz], N ≥ 100

Uogr

m

σ

m

0

2

[d]

[mV]

[j]

[mV]

[j]

[mV]

[j2]

[(mV)2]

……….

+ 0,5 = …

+ 1,0 = …

+ 1,5 = …

+ 2,0 = …

+ 2,5 = …

+ 3,0 = …

+ 3,5 = …

+ 4,0 = …

+ 4,5 = …

+ 5,0 = …

+ 5,5 = …

+ 6,0 = …

2

2.1.2 Opracowanie wyników pomiarowych Na podstawie danych zebranych w tabeli w punkcie 2.1.1 wykreślić trzy charakterystyki ilustrujące następujące zależności:

• m [mV = f U

0

] ( ogr[mV])

• σ [mV] = f ( U

ogr [mV])

• m [mV = f U

2

] ( ogr[mV])

Analizując wykreślone krzywe wyciągnąć wnioski dotyczące zależności pomiędzy poziomem ograniczenia amplitudy sygnału a wartościami jego parametrów statystycznych.

Wszystkie wykreślane wielkości przedstawić w jednostkach fizycznych!

2.1.3 Przeliczanie jednostek

a. działki [d] na wolty [V]

Dla następujących parametrów sygnału wejściowego i wartości wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego wyrazić działki [d] w jednostkach napięcia [V]:

-

wartość międzyszczytowa (dynamika sygnału) [ Ampl]: Upp_we = 97 [mV];

-

wartość składowej stałej [ Offset]: U0= 109 [mV];

-

wartość częstotliwości podstawowej (dla sygnałów okresowych) [ Freq]: f = 2 [kHz];

-

wartość wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego: K = 21 [dB] = ………… [V/V];

-

brak ograniczenia amplitudy sygnału.

Upp_we = 97 [mV] → Upp_wy = ………… [mV] ≡ ………… [d] ⇒

⇒ 1 [d] = ………… [mV]

b. jednostki [j] na wolty [V]

Dla następujących parametrów sygnału wejściowego, wartości wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego i określonej liczby uśrednień obserwowanych realizacji sygnału wrazić jednostki [j]

w jednostkach napięcia [V]:

-

wartość międzyszczytowa (dynamika sygnału) [ Ampl]: Upp_we = 97 [mV];

-

wartość składowej stałej [ Offset]: U0 = 109 [mV];

-

wartość częstotliwości podstawowej (dla sygnałów okresowych) [ Freq]: f = 2 [kHz]; 3

-

wartość wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego: K = 21 [dB] = ………… [V/V];

-

liczba uśrednień obserwowanych realizacji sygnału: N ≥ 100;

-

brak ograniczenia amplitudy sygnału.

U

U

pp _ wy

pp_we = 97 [mV] → Upp_wy = ………… [mV] ⇒ UAmpl_wy =

=………… [mV] ⇒

2

U

⇒

Ampl _ wy

U

=

=………… [mV] ≡ σ = ………… [j] ⇒

sk _ wy

2

⇒ 1 [j] = ………… [mV]

4

2.2 Badanie parametrów energetycznych sygnałów losowych w układzie z filtrem pasmowym 2.2.1 Realizacja pomiaru

Dla zadanych parametrów sygnału użytecznego (harmonicznego), parametrów sygnału zakłócającego (szumu) oraz częstotliwości dolnej filtru pasmowego dokonać 5-krotnego pomiaru parametru SNR przy określonych wartościach częstotliwości górnej fg (szerokości pasma B) filtru pasmowego.

-

wartość międzyszczytowa sygnału harmonicznego - użytecznego (dynamika sygnału) [ Ampl]: Upp_S = ………… [V];

-

wartość częstotliwości podstawowej sygnału harmonicznego - użytecznego [ Freq]: f = 3 [kHz];

-

wartość międzyszczytowa sygnału szumu - zakłócającego (dynamika sygnału) [ Ampl]: Upp_N = ………… [V];

-

częstotliwość dolna filtru pasmowego: fd = ………… [kHz];

-

Skala ≥ 1000.

Upp_S = ………… [V] → PS = ………… [V2], Upp_N = ………… [V], fd = ………… [kHz]

SNR

fg

B

SNRśr

PN

SNR1

SNR2

SNR3

SNR4

SNR5

[kHz]

[kHz]

[dB]

[dB]

[dB]

[dB]

[dB]

[dB]

[V2/V2]

[V2]

20

15

10

8

6

4

5

3.2.2 Opracowanie wyników pomiarowych Na podstawie danych zebranych w tabeli w punkcie 3.2.1 wykreślić następujące charakterystyki:

2





•

V

SNR 

 = f B

sr

2

( [kHz])

 V 

• P

=

N [V 2 ]

f ( B[kHz])

przy czym

U Ampl S

U

= U

→ U

=

→ P

= U

pp _ S [V]

2 Ampl _ S [V]

sk _ S [V]

_

[V]

S [V 2 ]

2

sk _ S [V]

2

SN [

R dB]

 2 

=

V

10 log SNR



 2

V 

 2 

V

P

P

S [

2

V ]

2

V

SNR

P

sr 

 =

2

V

S

 2

N

V 

PN [ 2

V ] →

[ ]

[ ]

=

 2 

V

SNRsr 



 2

V 

Wyciągnąć wnioski dotyczące zależności pomiędzy szerokością pasma filtru pasmowego a wartością parametru SNR i mocą sygnału zakłócającego PN.

Na podstawie zależności analitycznej spróbować uzasadnić związek P = f

.

N

( B)

6