Синтезатор периодических сигналов
Разработка прибора, предназначенного для синтеза периодических сигналов. Применение идентификационных шкал к анализу периодических сигналов. Расчет числа мгновенных значений на один период и генерация мгновенных значений периодического сигнала.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.12.2018 |
| Размер файла | 440,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Синтезатор периодических сигналов
Заявляемый виртуальный прибор, предназначен для синтеза периодических сигналов. Основным критерием синтеза является равенство с определенной точностью заданного значения идентификационного показателя и идентификационного показателя синтезированного сигнала.
Применение идентификационных шкал, описанных в работе [1], к анализу периодических сигналов дает принципиальную возможность автоматически определять их форму. Тем самым открывается перспектива решения задач не только анализа, но и синтеза сигналов с заданной функцией распределения.
На рисунке 1 представлена структурная схема виртуального прибора (ВП), предназначенного для синтеза периодических сигналов. Основным критерием синтеза является равенство с определенной точностью заданного значения идентификационного показателя и идентификационного показателя синтезированного сигнала.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1 Структурная схема синтезатора периодических сигналов
В данном ВП реализован следующий алгоритм синтеза. После ввода исходных данных производится выбор формы периодического сигнала по заданному идентификационному показателю. Выбор осуществляется в пользу той формы сигнала, для которой разница между заданным идентификационным показателем и реперной точкой данной формы является наименьшей. В таблице 1 перечислены формы периодических сигналов и соответствующие им реперные точки идентификационного показателя NF. Связь между формой сигнала и соответствующего ей идентификационного параметра NF, установленная авторами, служит основой построения синтезатора сигналов. Далее рассчитывается число мгновенных значений на один период и генерируются сами мгновенные значения выбранной формы периодического сигнала. Затем эти значения изменяются по ниже описанному алгоритму до тех пор, пока идентификационный показатель NF синтезируемого сигнала не будет равен заданному с определенной точностью.
сигнал периодический прибор идентификационный
Таблица 1
Идентификационная шкала NF для периодических сигналов
|
№ п/п |
Форма периодического сигнала |
Вид сигнала |
Реперная тока идентификационного показателя NF |
1 |
Прямоугольная |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
4 |
2 |
Синусоидальная |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
8 |
3 |
Треугольная |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
12 |
Алгоритм изменения мгновенных значений сигнала заключается в следующем. В первую очередь, полученная выборка мгновенных значений ранжируется, а затем производится последовательный выбор мгновенных значений за исключением максимального и минимального значений ранжированной выборки. Эта операция необходима для того, чтобы синтезируемый сигнал имел заданное значение амплитуды. Далее к мгновенному значению выборки добавляется число, сгенерированное генератором случайных чисел, и полученное значение возвращается обратно в выборку на то же место, откуда оно было взято. Затем проверяется два условия. Первое условие заключается в том, что решается вопрос о том, приблизило ли изменение мгновенного значения выборки к уменьшению разницы между требуемым идентификационным параметром NF и полученным. Второе условие проверяет, не превысило ли полученное значение заданных амплитуд.
ВП состоит из панели управления, представленной на рисунках 2, 3 и программного кода, представленного на рисунке 4.
Панель управления содержит следующие окна:
ввода начальных данных:
· амплитуда синтезируемого сигнала, задается любым положительным числом;
· объем выборки синтезируемого сигнала, задается любым целым положительным числом;
· количество периодов синтезируемого сигнала, задается любым целым положительным числом, удовлетворяющим условию неравенства:
,
где NT - количество мгновенных значений синтезируемого сигнала на период;
N - объем выборки синтезируемого сигнала;
Т - количество периодов синтезируемого сигнала;
NFZ - задаваемый идентификационный показатель синтезируемого сигнала;
· задаваемый идентификационный показатель NF, задается любым положительным числом в диапазоне от 4 до 1,8 NT;
· относительная погрешность задания идентификационного показателя NF, задается любым положительным числом в диапазоне от 0,01 до 100%;
· количество реализаций синтезируемого сигнала, задается любым целым положительным числом;
· выбор формы сигнала, возможен из перечисленных в таблице 1 форм;
окно вывода NF показателя для синтезированного сигнала;
индикаторы для вывода временной характеристики, гистограммы и амплитудно-частотной характеристики полученного сигнала.
Программный код ВП состоит из виртуальных подприборов, входящих как в библиотеку LabVIEW 6i, так и приборов, разработанных авторами.
Рисунок 2 Пример синтеза сигнала синусоидальной формы
Рисунок 3 Пример синтеза сигнала по заданному идентификационному показателю NF
Рисунок 4 Программный код синтезатора периодических сигналов
Продемонстрируем работу ВП на примере решении задачи повышения разрешающей способности идентификационной шкалы периодических сигналов.
Эта задача решается путем увеличения количества реперных точек (с трех, как в таблице1, и выше) шкалы. Для того, чтобы оценить требуемое количество реперных точек K задается погрешность дискретности как величина обратная числу различимых градаций К!:
где i- операция, обратная взятию факториала.
Итак, для того, чтобы получить погрешность дискретности не более 1%, в диапазоне форм сигнала от прямоугольной до треугольной, достаточно иметь 5 реперных точек. Три точки уже известны. Остается синтезировать еще два сигнала, реперные точки которых надо будет разместить на отметках NF=6 и NF=10.
Синтезируем периодический сигнал с реперной точкой NF=10 (смотри рисунок 5).
Для начала зададим исходные данные синтезируемого сигнала: амплитуда сигнала 10, объем генерируемой выборки 500, количество периодов сигнала 2, заданный NF показатель 1, относительная погрешность задания NF показателя 0,05% и количество реализаций сигнала 1. Теперь запустив ВП с помощью клавиши с белой стрелкой, находящейся на панели инструментов окна LabVIEW 6i можно пронаблюдать временную характеристику, гистограмму и амплитудно-частотной характеристику синтезированного сигнала и его NF показатель.
Рисунок 5 Пример синтеза сигнала с NF=10
Данный ВП может быть использован, как в учебном процессе, так и при проведении научных экспериментов, связанных с исследованием идентификационных шкал.
Литература
1. Кликушин Ю.Н. Классификационные шкалы для распределений вероятности. Интернет-публикация, М.: Журнал радиоэлектроники, №11, 2000г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Спектральный анализ периодического и непериодического управляющих сигналов. Особенности поинтервального описания входного сигнала. Расчет прохождения периодических и непериодических сигналов через линейные электрические цепи первого и второго порядков.
контрольная работа [827,4 K], добавлен 07.03.2010Спектральные характеристики периодических и не периодических сигналов. Импульсная характеристика линейных цепей. Расчет прохождения сигналов через линейные цепи спектральным и временным методом. Моделирование в средах MATLAB и Electronics Workbench.
лабораторная работа [774,6 K], добавлен 23.11.2014Сигналы и их характеристики. Линейная дискретная обработка, ее сущность. Построение графиков для периодических сигналов. Расчет энергии и средней мощности сигналов. Определение корреляционных функций сигналов и построение соответствующих диаграмм.
курсовая работа [731,0 K], добавлен 16.01.2015Моделирование алгоритма выделения огибающей сложных периодических сигналов и получение первичных признаков различных звуков, их использование в системах идентификации и верификации. Анализ безопасности разработки при её эксплуатации; определение затрат.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 23.09.2011Изучение основ построения математических моделей сигналов с использованием программного пакета MathCad. Исследование моделей гармонических, периодических и импульсных радиотехнических сигналов, а также сигналов с амплитудной и частотной модуляцией.
отчет по практике [727,6 K], добавлен 19.12.2015Использование спектра в представлении звуков, радио и телевещании, в физике света, в обработке любых сигналов независимо от физической природы их возникновения. Спектральный анализ, основанный на классических рядах Фурье. Примеры периодических сигналов.
курсовая работа [385,8 K], добавлен 10.01.2017Методы спектрального и корреляционного анализа сигналов и радиотехнических цепей. Расчет и графическое отображение характеристик непериодических и периодических видеосигналов и заданной цепи. Анализ сигналов на выходе заданной радиотехнической цепи.
курсовая работа [765,7 K], добавлен 10.05.2018Спектральные характеристики периодических и непериодических сигналов. Свойства преобразования Фурье. Аналитический расчёт спектра сигнала и его энергии. Разработка программы в среде Borland C++ Bulder 6.0 для подсчета и графического отображения сигнала.
курсовая работа [813,6 K], добавлен 15.11.2012Исследование спектральных характеристик электроэнцефалограммы. Гармонический анализ периодических и непериодических сигналов, их фильтрация и прохождение через нелинейные цепи. Расчёт сигнала на выходе цепи с использованием метода интеграла Дюамеля.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.12.2013Общие сведения о радиотехнических сигналах, их спектральное представление. Анализ периодических сигналов посредством рядов Фурье. Преобразование заданного графического изображения импульса в аналитическую форму, его разложение в тригонометрический ряд.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.12.2011Особенности методики применения математического аппарата рядов Фурье и преобразований Фурье для определения спектральных характеристик сигналов. Исследование характеристик периодических видео- и радиоимпульсов, радиосигналов с различными видами модуляции.
контрольная работа [491,1 K], добавлен 23.02.2014Изучение свойств спектрального анализа периодических сигналов в системе компьютерного моделирования. Проведение научных исследований и использование измерительных приборов. Изучение последовательности импульсов при прохождении через интегрирующую RC-цепь.
лабораторная работа [2,8 M], добавлен 31.01.2015Моделирование функций заданных математическим выражением и объектов, описанных дифференциальными уравнениями. Параметры блока "Генератор импульсов". Построение графиков для каждой модели периодических сигналов с различными временными интервалами.
курсовая работа [329,1 K], добавлен 19.12.2016Исследование принципов разработки генератора аналоговых сигналов. Анализ способов перебора адресов памяти генератора аналоговых сигналов. Цифровая генерация аналоговых сигналов. Проектирование накапливающего сумматора для генератора аналоговых сигналов.
курсовая работа [513,0 K], добавлен 18.06.2013Определение характера и уровня изменения сигнала амплитудно-частотного и фазо-частотного спектра. Построение графиков, расчет комплексного коэффициента передачи цепи. Особенности определения напряжения на выходе при воздействии на входе заданного сигнала.
курсовая работа [284,4 K], добавлен 29.09.2010Временные функции сигналов, частотные характеристики. Граничные частоты спектров сигналов, определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет информационных характеристик канала, вероятности ошибки демодулятора.
курсовая работа [594,5 K], добавлен 28.01.2013Обзор генераторов сигналов. Структурная схема и элементная база устройства. Разработка печатной платы модуля для изучения генератора сигналов на базе прямого цифрового синтеза. Выбор технологии производства. Конструкторский расчет; алгоритм программы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2015Разработка функциональной схемы устройства, осуществляющего обработку входных сигналов в соответствии с заданным математическим выражением зависимости выходного сигнала от двух входных сигналов. Расчет электрических схем вычислительного устройства.
курсовая работа [467,5 K], добавлен 15.08.2012Методы обработки и передачи речевых сигналов. Сокращение избыточности речевого сигнала как одна из проблем ресурсосберегающего развития телефонных сетей. Кодирование речевых сигналов на основе линейного предсказания. Разработка алгоритма программы.
дипломная работа [324,7 K], добавлен 26.10.2011Использование генераторов пачек сигналов при настройке или использовании высокоточной аппаратуры. Проект генератора пачек сигналов с заданной формой сигнала. Операционные усилители как основные элементы схемы. Расчет блока питания, усилитель мощности.
курсовая работа [160,4 K], добавлен 22.12.2012
