Формирование АИМ сигналов  (т5-1)

Адрес

http://shabronov_s2.dyn-dns.ru/temp/nkpsis/tema_otk_tc23/lek16/lek16.doc    инд: 2-124-7-16        

 

Разделы:

 

Физический смысл теоремы

Теорему Котельникова простыми словами можно объяснить следующим образом. Если надо передать некий сигнал, то не обязательно передавать его целиком. Можно передавать его мгновенные импульсы. Частота передачи этих импульсов называется частотой дискретизации в теореме Котельникова(ТК). Она должна быть в два раза больше верхней частоты спектра сигнала. В этом случае на приемном конце сигнал восстанавливается без искажений.

О дискретизации теорема Котельникова делает очень важные выводы. Для разного типа сигналов существуют разные частоты дискретизации. Для речевого (телефонного) сообщения при ширине канала 3,4 кГц - 6,8 кГц, а для телевизионного сигнала - 16 мГц.

 

Использование микроконтроллеров и программного обеспечения позволяет вводить формирование  сигналов и  обработку сигналов программно.

Приведем пример создания программы генерации синусоидального сигнала в Протеус-7. generator_spektr2.DSN

Ниже на рисунке -gif приводиться программная модель синусоидального сигнала и модель «пилообразного» сигнала.

Сигнал сформирован на 100 Гц и изменяется на 300 Гц.

Программа ( используется термин «скрипт»)  обработки  приведена ниже. 

REM SINEWAVE GENERATOR

 

REM Define waveform parameters

FLOAT FREQ=100

FLOAT OMEGA=2*PI*FREQ

FLOAT AMP=2

FLOAT VOUT

 

REM Output is a simple function of time

OUT=AMP*SIN(OMEGA*REALTIME)

 

REM Restrict the timestep

BOUNDSTEP(0.05/FREQ)

 

Второй сигнал - пилообразный.  Ниже приведена программная  обработка и получение сигнала.

REM TRIANGLE WAVE GENERATOR

 

REM Define the Waveform Parameters

FLOAT FREQ=100, AMP=2, SLOPE=1

FLOAT PERIOD=1/FREQ,OFFSET=0

 

REM Repeating event for positive slope

ON TIMER AT PERIOD EVERY PERIOD

 OFFSET=EVTTIME

 SLOPE=1

ENDON

 

REM Repeating event for negative slope

ON TIMER AT PERIOD/2 EVERY PERIOD

 OFFSET=EVTTIME

 SLOPE=-1

ENDON

 

REM Set the output as a function of both time

REM and the current waveform slope.

OUT=AMP*SLOPE*(4*(REALTIME-OFFSET)/PERIOD-1)

 

Видно, что   оператором  SLOPE  формируется  пилообразный сигнал.  В предыдущем примере выполнялась команда SIN

Описание команд приведено в помощи  на Протеус-7.

 

 

Контрольные вопросы.

  1. Рассказать физический смысл ТК. Нарисовать принцип выборки отсчетов и пояснить выбор дискретизации
  2. Написать «скрипт»  для формирования синусоидального сигнала. Отобразить в логическом анализаторе Протеус-7 параметры сигнала.     Представить документ Word  и файл DSN модели.

       Частота сигнала (Гц) = Nпо_списку*10+10

       Амплитуда сигнала (В) =  Nпо_списку*0,1+0,1

 

3.   Провести выборку синусоидального сигнала с использованием схемы АЦП. Использовать модель из лекции ВТ АЦП   Убрать шкалу на светодиодах и показать на логическом анализаторе  выборку своего варианта синусоидального напряжения с программным синтезом.

 

4.  Провести  синтез сигнала  программно и сформировать сигнал «тангесоиды»  и «котангесоиды» с ограничением по амплитуде  +- 10 вольт.

 

Вопрос 1 - оценка =3,  2 -оценка=4,  3,4- оценка 5

 

Электронные источники:

  1. Владимир Александрович Котельников
  2.  Об одной особенности теоремы Котельникова
  3.  Теорема А.В. Котельникова

 

Подготовил Шабронов А.А.  тс +7-913-905-8839 shabronov@ngs.ru

Ред.2019-3-24