Читать онлайн «Теоретические основы информационно-измерительной техники. Лабораторный практикум : пособие»

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» Факультет инфокоммуникаций Кафедра защиты информации Р УИ В. Г. Басов, А. Л. Гурский БГ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ а ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. ек ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ т Рекомендовано УМО по образованию в области информатики и радиоэлектроники ио для специальности 1-36 04 02 «Промышленная электроника» в качестве пособия бл Би Минск БГУИР 2018 1 УДК 621. 317:621. 391. 8(076. 5) ББК 32. 842-5я73+32. 811я73 Б27 Р е ц е н з е н т ы: кафедра связи учреждения образования «Военная академия Республики Беларусь» (протокол №14 от 21. 03. 2016); доцент кафедры ядерной физики Белорусского государственного университета, Р кандидат технических наук М. В. Комар УИ Б27 Басов, В. Г. БГ Теоретические основы информационно-измерительной техники. Лабораторный практикум : пособие / В. Г. Басов, А. Л. Гурский. – Минск : а БГУИР, 2018. – 79 с. : ил. ISBN 978-985-543-309-6. ек Включены четыре лабораторные работы, в которых приведены краткие тео- ретические сведения по спектрам видео- и радиосигналов, рассматриваются усло- т вия прохождения указанных сигналов через линейные и нелинейные цепи, изуча- ются физические процессы, происходящие в модуляторах и демодуляторах измери- ио тельных сигналов. Указаны цели работ, описана методика их выполнения с приме- нением ПЭВМ. бл УДК 621. 317:621. 391. 8(076. 5) ББК 32. 842-5я73+32. 811я73 Би ISBN 978-985-543-309-6 © Басов В. Г. , Гурский А. Л. , 2018 © УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», 2018 2  СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа №1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ……………………………………………………………………... ... . . 5 1. 1 Краткие теоретические сведения………………………………………………. 5 1. 1. 1 Временные и спектральные характеристики видеосигналов……………. 5 1. 1. 2 Временные и спектральные характеристики радиосигналов………. …. . 11 1. 2 Краткие сведения о программе SAS…………………………………………. . 16 1. 3 Порядок выполнения работы…………………………………………………. 17 Р 1. 3. 1 Анализ временных и спектральных характеристик видеосигналов... ... 18 1. 3. 2 Анализ временных и спектральных характеристик радиосигналов……21 УИ 1. 4 Контрольные вопросы…………………………………………………………. 24 Литература …………………………………………………………………………. 24 Лабораторная работа №2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ БГ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25 2. 1 Краткие теоретические сведения………………………………. ……………. . 25 2. 1. 1 Прохождение прямоугольных видео- и радиоимпульсов через а дифференцирующие и интегрирующие цепи………………………... ... . . 25 2. 1. 2 Прохождение амплитудно-модулированного сигнала через ек узкополосную резонансную цепь………………………………………... 30 2. 1. 3 Прохождение сигнала с линейной частотной модуляцией через узкополосную резонансную цепь……………………………………... ... . 33 т 2. 2 Порядок выполнения работы…………………………………………………. 35 ио 2. 2. 1 Анализ прохождения прямоугольного видеоимпульса через диф- ференцирующую цепь………………………. …………………………... 35 2. 2. 2 Анализ прохождения прямоугольного видеоимпульса через бл интегрирующую цепь………. . ……………………………………………. 36 2. 2. 3 Анализ прохождения амплитудно-модулированного сигнала через параллельный резонансный контур……………………………... ... ... ... ... . 37 Би 2. 2. 4 Анализ прохождения прямоугольного радиоимпульса через параллельный резонансный контур…………. . ……. ……………………. . 39 2. 2. 5 Анализ прохождения линейно-частотно-модулированного сигнала через параллельный резонансный контур………………………39 2. 3 Контрольные вопросы…………………………………………………………. 40 Литература …………………………………………………………………………. 41 3 Лабораторная работа №3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ………………………. ………... 42 3. 1 Краткие теоретические сведения……………………………………………... 42 3. 1. 1 Аппроксимация характеристик нелинейных четырехполюсников…... . 42 3. 1. 2 Прохождение «слабого» гармонического сигнала через безынерционную нелинейную цепь……………………………………. . 43 3. 1. 3 Прохождение «сильного» гармонического сигнала через безынерционную нелинейную цепь……………………………………. . 46 3. 2 Порядок выполнения работы…………………. . ……………………………... 50 Р 3. 2. 1 Анализ прохождения «слабого» гармонического сигнала через безынерционную нелинейную цепь (транзисторный каскад)……. . …... 50 УИ 3. 2. 2 Анализ прохождения двух «слабых» гармонических сигналов через безынерционную нелинейную цепь (транзисторный каскад)…... 52 3. 2. 3 Анализ прохождения «сильного» гармонического сигнала через безынерционную нелинейную цепь (транзисторный каскад)……... …... 52 БГ 3. 3 Контрольные вопросы…………………………………………………………. 54 Литература …………………………………………………………………………. 54 Лабораторная работа №4 а ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ МОДУЛЯЦИИ И ДЕМОДУЛЯЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ……………………………………………... 55 ек 4. 1 Краткие теоретические сведения………………………………………... …... . 55 4. 1. 1 Назначение устройств модуляции………………………………………. . 55 4. 1. 2 Амплитудная модуляция и способы ее получения…………………... …56 т 4. 1. 3 Схемы построения модуляторов АМ-колебаний……... …. ……………. . 57 ио 4. 1. 4 Модуляторы ЧМ-сигналов………. . ……………. ………. ………………. . 60 4. 1. 5 Демодуляторы……………………………………………………………... 61 4. 1. 6 Детектирование сигналов с частотной модуляцией…………………... ... 67 бл 4. 2 Порядок выполнения работы……………………………………………... ... ... 70 4. 2. 1 Анализ работы базового модулятора на нелинейном резонансном усилителе………... ………………………………. . ……. . …………………70 Би 4. 2. 2 Анализ схемы балансного амплитудного модулятора…. ………………. 71 4. 2. 3 Анализ работы частотного модулятора…………………. ………………. 72 4. 2. 4 Анализ работы последовательного АМ-детектора……... ………... ... ... ... 72 4. 2. 5 Анализ работы фазочастотного дискриминатора………………………. 73 4. 3 Контрольные вопросы……………………………………………………... ... ... 75 Литература ……………………………………... ……………………………... ... ... . 75 ПРИЛОЖЕНИЕ А……………... ………………………………………………. . …76 ПОРЯДОК РАБОТЫ С ПРОГРАММОЙ МСАР-5……... ……... …... …... ... ... . 76 4  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТЕРМИНИРОВАНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ Цель работы: изучить временные и спектральные характеристики основ- ных видов электрических измерительных видео- и радиосигналов путем моде- лирования на ПЭВМ. 1. 1 Краткие теоретические сведения Р Измерительным сигналом (ИС) называется материальный носитель ин- формации, представляющий собой некоторый физический процесс, содержа- УИ щий количественную информацию об измеряемой физической величине.