Завдання 5. Програмування дискретизації сигналів за часом і відновлення сигналів

Нижче приведені вказівки по виконанню завдання. Згідно з лабораторним завданням необхідно:

• на будь-якій з алгоритмічних мов програмування або асемблері або в середовищі MathCad, MatLab, LabVIEW та ін. написати програму дискретизації за часом і відновлення гармонійного сигналу з частотою f_0i;

• розрахувати графіки сигналів в часовій і частотній області;

• порівняти з аналогічними графіками сигналів, отриманими в лабораторних завданнях 1, 4.

Творче завдання підвищеної складності виконується за узгодженням з викладачем і включає написання програм тестових сигналів, що моделюють сигнали реальних систем ЦОС.

1. Для системи частотного ущільнення сигналів багатоканальної телефонії - змоделювати вузькосмуговий випадковий сигнал з носійною частотою f0i, що модулюється вузькосмуговим шумом із смугою (0,3...3,4) кГц (варіанти 1...12), (0,3...7,4) кГц (варіанти 13...17) і (0,3…11,4) кГц (варіанти 18...21). Для моделювання сигналу можна використати формувальний смуговий фільтр, ідентичний ППФ, синтезованому в лабораторній роботі.

2. Для системи частотного ущільнення сигналів частотної телеграфії (ЧТ) змоделювати сигнал ЧТ з розривом і без розриву фази, що відповідає кодовій послідовності 1-0-1-0.

3. Для систем багатоканального смугового аналізу аудіо сигналів і мовних сигналів змоделювати вхідний широкосмуговий випадковий сигнал із смугою частот аналізу системи.

4. Для систем багатоканального смугового аналізу біомедичних сигналів змоделювати вхідний сигнал ЕКГ.

5. Для систем багатоканального смугового аналізу сигналів радіолокацій змоделювати широкосмуговий полігармонічний сигнал з шумом, що відповідає заданому числу цілей, що рухаються з різними швидкостями.

Обробка результатів моделювання і програмування

Після виконання лабораторних завдань 1-3 необхідно:

• по графіках виміряних спектрів дискретних сигналів в основній смузі частот (0...f_д/2) визначити і записати значення частот складових, викликаних накладенням спектрів (перетворених або хибних частот);

• встановити відповідність частот гармонік аналогового сигналу і спектральних складових дискретного сигналу (хибних частот), що виникли внаслідок накладення спектрів (до максимальної частоти спектру аналогового сигналу F_m).

Після виконання лабораторного завдання 4 потрібно по графіках спектрів відновлених сигналів розрахувати і записати значення відношень максимальною і мінімальною амплітуд складових спектру в смузі частот 0...f_д/2.

ЗМІСТ ЗВІТУ

У звіті мають бути приведені:

1. Початкові дані до лабораторної роботи по індивідуальному варіанту.

2. Розрахункові значення ширини вікна аналізу(числа вибірок сигналу) і числа періодів для вхідного (квазіаналогового) сигналу N_а, р_а і дискретного сигналу N, р.

3. За результатами лабораторних завдань 1-3 (окремо за кожним лабораторним завданням) :

• схеми моделювання і графіки сигналів в часовій і частотній області;

• розрахункові значення неправдивих частот і фаз складових спектрів дискретних сигналів, що виникають при дискретизації сигналів за часом;

• таблиці відповідності значень частот спектрів дискретного і вхідного (квазіаналогового) сигналів;

• висновки про правильність вибору частот дискретизації для досліджуваних сигналів.

4. За результатами лабораторного завдання 4:

• схеми моделювання і графіки сигналів в часовій і частотній області;

• якісні графіки частотної характеристики ЦАП, накладені на спектральні діаграми відновлених сигналів;

• теоретичні і експериментальні(за результатами моделювання) значення відношень максимальної і мінімальної амплітуд складових спектру відновленого сигналу в смузі частот 0 - f_д/2, що характеризують спотворення при відновленні сигналів;

• рекомендації по зменшенню спотворень при відновленні сигналів.

5. За результатами лабораторного завдання 5:

• математичні алгоритми дискретизації сигналів за часом і відновлення;

• початковий текст програми; графіки сигналів і їх спектрів.

6. Загальна структурна схема системи цифрової обробки аналогових сигналів.

7. Висновки про відповідність результатів моделювання і програмування теоретичним і фізичним представленням і закономірностям.