МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Кафедра теоретичної радіотехніки і радіовимірювань Лабораторна робота №1 ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОХОДЖЕННЯ ВИПАДКОВОГО СИГНАЛУ ЧЕРЕЗ ЛІНІЙНЕ РАДІОЕЛЕКТРОННЕ КОЛО Превірив: Мелень М.В. Львів – 2008 МЕТА РОБОТИ Метою роботи є експериментальне дослідження енергетичного спектра випадкового сигналу (шумової напруги) і ознайомлення з перетворенням енергетичного спектра випадкового сигналу при його проходженні через лінійні радіоелектронні кола. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ Спектральне зображення сигналів широко застосовують у радіоелектроніці, і тому цілком закономірною є спроба використати математичний апарат спектрального методу для аналізу випадкових процесів. Оскільки стаціонарні процеси на необмеженому часовому інтервалі мають необмежену енергію, то при їх аналізі доцільно використовувати не енергію, а спектральну густину потужності, яку прийнято називати енергетичним спектром випадкового процесу. Спектральною густиною потужності випадкового процесу називають середнє значення спектральних густин окремих реалізацій.
У спектральному методі аналіз проходження сигналу через лінійне коло проводиться на основі частотних характеристик кола та спектральних харак-теристик сигналів на вході і виході. При цьому для опису кола використо-вується частотна характеристика комплексного коефіцієнта передавання (рис. 1, а)
(13) або амплітудно-частотна (рис. 1, б) і фазочастотна характеристики передавання кола (рис. 1, в). Рис. 1. Лінійне радіоелектронне коло –а) та його амплітудно-частотна –б) і фазочастотна –в) характеристики.
;
. (14) При дії на вході лінійного кола неперіодичного сигналу
спект-ральну густину вихідного сигналу
визначаємо як добуток спект-ральної густини вхідного сигналу
на комплексний коефіцієнт переда-вання лінійного кола
(15) і далі застосовуючи до спектральної густини вихідного сигналу
зворотне перетворення Фур’є, визначаємо сигнал на виході кола у вигляді функції часу. Якщо задано лінійне радіоелектронне коло, комплексний коефіцієнт передавання якого
, то енергетичний спектр на виході цього кола визначається через енергетичний спектр на вході
з виразу:
. Експериментальне вимірювання енергетичного спектра випадкового сиг-налу (шумової напруги) можна проводити за допомогою селективного вольтметра, який використовується як аналізатор спектра з послідовним методом аналізу. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА Експериментальна частина передбачає лабораторну перевірку результатів проведених теоретичних розрахунків енергетичного спектра випадкового сиг-налу (шумової напруги на виході генератора шуму), а також на виході заданих лінійних кіл (рис. 2). Для цього експериментальні дослідження потрібно про-вести наступним чином: 1. Для заданого лінійного кола експериментально дослідити АЧХ зібравши схему, зображену на рис. 3. З цією метою потрібно підтримуючи амплі-туду коливань на виході генератора гармонічних сигналів постійною і рівною 1 В та змінюючи частоту коливань в діапазоні 20 Гц … 20 кГц, виміряти амплітуду коливань на виході лінійного кола за допомогою вольтметра змінного струму. Результати вимірювань занести в таблицю. 2. На підставі даних пункту 1 побудувати АЧХ заданого кола. 3. Для проведення досліджень енергетичного спектру випадкового сигналу на вході і виході заданого електронного кола потрібно зібрати схему, показану на рис. 4.
Рис. 4. Схема досліджень енергетичного спектру випадкового сигналу на вході і виході заданого кола. 4. Подати на вхід лінійного кола задану величину випадкового сигналу (напругу на виході генератора шуму) (рис. 4), та за допомогою селективного вольтметра визначити відліки значень енергетичного спектра випадкового сигналу на вході і виході заданого лінійного радіоелектронного кола. Результати вимірювань занести в таблицю. 5. На підставі даних пункту 4 побудувати АЧХ енергетичного спектра випадкового сигналу на вході і виході заданого лінійного радіоелек-тронного кола. Задане радіоелектронне коло:
На вході: 1В, змінюємо частоту від 20 Гц до 20 кГц. С=0,033 мкФ f U  20 0  100 0,2  150 0,45  200 0,6  300 0,7  500 0,85  1000 0,95  2000 1  
ВИСНОВКИ Під час проведення даної лабораторної роботи, в якій досліджували проходження випадкового сигналу через лінійне радіоелектронне коло. Перевірили відповідність теоретичних даних відповідним даним експерименту.