Краткая характеристика исследуемых цепей и сигналов

 

В работе используется универсальный лабораторный стенд со сменным блоком “ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ” (рис. 3.1). В составе блока имеются три линейные цепи с номерами:

1 – ФНЧ с частотой среза 3 кГц,

2 – ФНЧ с частотой среза 6 кГц,

3 – ПФ с центральной частотой 6 кГц и полосой Df=0.5 кГц;

и три нелинейных безынерционных цепи под номерами:

4 – односторонний ограничитель,

5 – двухсторонний ограничитель,

6 – нелинейная цепь, вызывающая искажение типа “центральная отсечка”.

Случайными сигналами являются:

– ”белый” шум (нормальный случайный процесс);

Кроме универсального лабораторного стенда в работе используются осциллограф, вольтметр и ПК, работающий в режиме “ГИСТОРАММА”, для снятия кривых плотности вероятности (гистограмм). Для фиксации реализаций исследуемых процессов используется ПК в режиме «ОСЦИЛЛОГРАФ». (см. п.1.2. в работе №1).

 

 Домашнее задание

Изучить характеристики огибающей случайного узкополосного сигнала“ по конспекту лекций и материалам Приложений.

Лабораторное задание

1. Исследуйте огибающую шума с нормальным законом распределения.

 

Рис.3.1.

 

Методические указания

 

1. Законы распределения огибающей узкополосного нормального шума при различном уровне шума (дисперсии).

1.1. Для получения узкополосного нормального процесса используем полосовой фильтр (цепь 3), а для получения огибающей – амплитудный детектор, состоящий из диодного ограничителя (нелинейная цепь 4) и ФНЧ (цепь 1), как показано на рис. 3.2.

1.2. Собрать цепь в соответствии с рис.3.2. Отключив генератор шума от сумматора, подобрать частоту генератора Г3 -111 (в районе 6 кГц)по максимуму показаний вольтметра. Установить выходное напряжение генератора таким, чтобы показания вольтметра на выходе цепи 3 соответствовали 0.35В.

1.3. Отключить диапазонный генератор от входа сумматора и подключить туда ГШ. Отрегулировать выходное напряжение ГШ так, чтобы на экране осциллографа, подключённого к выходу цепи 3, максимальная ширина шумовой “дорожки” составляла 6 клеток (6s=6 клеток). Если калибровка осциллографа, выполненная в п. 1.1. не нарушалась, то s при этом равно 0.5В (генератор гармонического сигнала отключён).

1.4. Подключая ПК к входу амплитудного детектора (вход цепи 4) и его выходу (выход цепи 1), зафиксировать реализации шума и его гистограммы для различных уровней дисперсий шума: s=0,5В (шумовая дорожка 6 клеток); s=0,25В (шумовая дорожка 3 клетки; s_макс при максимально возможном уровне шума.

 

Рис. 3.2.

.

Отчёт

 

Отчёт должен содержать:

1. Функциональные схемы исследований.

2. Результаты экспериментов с указанием условий их проведения.

3. Выводы по результатам исследований.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что происходит с плотностью вероятности случайного сигнала, проходящего через узкополосную линейную цепь?

2. Что такое закон Рэлея?

3. Какому закону подчиняется распределение мгновенных значений огибающей смеси узкополосного нормального случайного процесса и гармонического сигнала?

4. Как рассчитать дисперсию процесса на выходе линейной цепи?

5.Как рассчитать математическое ожидание процесса на выходе линейной цепи?

 

 

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ОГИБАЮЩЕЙ СУММЫ

ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА СОСЛУЧАЙНОЙ НАЧАЛЬНОЙ ФАЗОЙ И УЗКОПОЛОСНОГО ШУМА

 

Цель работы

 

Исследование законов распределения узкополосных случайных процессов.