Міністерство освіти і науки України
ЧЕРНІГІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторних робіт
для студентів напряму підготовки
6.050802 – "Електронні пристрої та системи"
Затверджено
на засіданні кафедри промислової електроніки протокол № від р.
ЧЕРНІГІВ ЧДТУ 2016
Цифрова обробка сигналів. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт для студентів напряму підготовки 6.050802 – "Електронні пристрої та системи"/ Укл.: Іванець С.А. – Чернігів: ЧДТУ. – 2016. – с.
Укладач: Іванець Сергій Анатолійович, кандидат технічних наук, доцент кафедри промислової електроніки
Відповідальний за випуск: Денисов Ю. О., завідувач кафедри промислової електроніки, доктор технічних наук, професор
Рецензент:
Зміст
ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ 1
Вступ 4
1 Лабораторна робота № 1 5
Аналіз дискретних сигналів у часі 5
Теоретичні відомості 5
Хід роботи 5
Контрольні питання 6
2 Лабораторна робота № 2 7
Спектральний аналіз 7
Теоретичні відомості 7
3 Лабораторна робота № 3 9
Розробка цифрового фільтру 9
Теоретичні відомості 9
4 Лабораторна робота № 4 10
Ефекти квантування у цифрових системах. 10
Теоретичні відомості 10
Вступ
1 Лабораторна робота № 1
Аналіз дискретних сигналів у часі
Мета: навчитися розраховувати автокореляційну та взаємну кореляційну функції.
Теоретичні відомості
Радіоімпульс – це сигнал, що складається з огибаючої та її гармонійного заповнення. В лабораторній роботі використовується радіоімпульс, що описується наступним виразом:
де уогиб – огибаюча радіоімпульсу;
U – амплітуда гармонічного сигналу, В;
f – частота гармонічного сигналу, Гц;
φ – початкова фаза гармонічного сигналу, градусів;
τ – тривалість радіоімпульсу та відеоімпульсу.
Випадковий сигнал описується наступними параметрами:
m – математичне очикування,
σ – дисперсія сигналу.
Хід роботи
Використовуючи свій номер варіанту задати імпульс з синусоїдальним заповненням, без заповнення і псевдовипадковий сигнал. Радіоімпульс та відеоімпульс мають однакову огибаючу, але радіоімпульс містить гармонійне заповнення. Тривалість імпульсів (мс) визначається як добуток 10 і останніх двох цифр залікової книжки.
Шаг дискретизації вибрати самостійно, виходячи з теореми Котельникова-Шенона.
Кожен з сигналів має спостерігатись у вікні протягом 1 с. Варіанти сигналів наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Параметри сигналів
Параметри гармонійного заповнення
Форма огибаючої
Випадковий сигнал
U, В
f, Гц
φ,º
m, В
σ2, В2
10
150
0
прямокутник
0,2
3,2
15
178
15
трикутник
0,5
0,5
12
564
30
трапеція
0,4
1,5
14
192
45
парабола
0,7
5
13
480
60
прямокутник
1
0,1
18
50
75
трикутник
1,2
3
19
700
90
трапеція
2,5
2
21
1254
135
парабола
1,1
1
25
1234
180
прямокутник
10
7,5
17
234
270
трикутник
12
4,5
5
456
0
трапеція
3
5,6
1
678
180
парабола
15
7,8
0,5
890
15
прямокутник
2
2,5
Для кожного з сигналів розрахувати автокореляційну функцію.
Для радіоімпульсу та відеоімпульсу розрахувати взаємну кореляційну функцію.
Контрольні питання
Що таке АКФ? Які ії властивості?
Що таке ВКФ? Які ії властивості?
Розрахувати АКФ або ВКФ для прямокутного дискретного відеоімпульсу та трикутного відеоімпульсу.
2 Лабораторна робота № 2
Спектральний аналіз
Мета: навчитися розраховувати амплітудний та фазовий спектри сигналу, отримувати сигнал з його спектру.
Теоретичні відомості
Хід роботи
Для відео та радіоімпульсів побудувати амплітудні спектри сигналів використовуючи дискретне перетворення Фур’є та швидке перетворення Фур’є. Порівняти результати.
Побудувати відео та радіоімпульс використовуючи їх спектр. Для побудови використовувати зворотне дискретне перетворення Фур’є.
Побудувати відео та радіоімпульс використовуючи половину спектральних складових.
Взяти ¼ періоду відео та радіоімпульсів та побудувати їх спектри.
Виконати теж саме завдання, що і у пункті 4, але використати в...
