Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Радиоэлектроника

  Все выпуски  

RFpro.ru: Радиоэлектроника


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1153
∙ повысить рейтинг »
CradleA
Статус: Профессор
Рейтинг: 545
∙ повысить рейтинг »
SFResid
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 3
∙ повысить рейтинг »

∙ Электротехника и радиоэлектроника

Номер выпуска:1027
Дата выхода:22.04.2020, 11:45
Администратор рассылки:Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Подписчиков / экспертов:39 / 30
Вопросов / ответов:1 / 1

Консультация # 198280: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Нужно построить спектр заданного сигнала. Um=10 B, tu=2 мс. ...

Консультация # 198280:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Нужно построить спектр заданного сигнала.
Um=10 B,
tu=2 мс.

Дата отправки: 17.04.2020, 11:27
Вопрос задал: gena.sorbuchev (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, gena.sorbuchev!
Дано : Амплитуда импульсов Um=10 B, период следования импульсов T = 4 мс, длительность импульсов tu=2 мс.
Построить спектр заданного сигнала.

Решение : Заданный в Условии задачи сигнал - это прямоугольные импульсы со скважностью 2 (T / tu = 2) , так называемый "Меандр". Чтобы последовательность таких импульсов представить суммой гармонических сигналов, воспользуемся преобрвзованием Фурье.

Представление произвольной функции U(t) с периодом T выглядит в виде тригонометрического ряда Фурье :
U(t) = a0/2 + n=1∑[an·cos(n·ω·t) + bn·sin(n·ω·t)]
где a0 , an и bn - это коэффициенты Фурье (см статью " Тригонометрический ряд Фурье" Ссылка1 )
Круговая частота ω = 2·π / T = 1,57 рад/мс.

Вычисляем коэффициенты Фурье : a0 = (2/T)·0T∫U(t)·dt = 10 Вольт
Коэффициенты an вычисляем по формуле an = (2/T)·0T∫U(t)·cos(n·ω·t)·dt
a1 = (2/T)·0T∫U(t)·cos(ω·t)·dt = 0
a2 = (2/T)·0T∫U(t)·cos(2·ω·t)·dt = 0 , все коэффициенты a3, a4, a5… равны нулю.

Коэффициенты bn вычисляем по формуле bn = (2/T)·0T∫U(t)·sin(n·ω·t)·dt
b1 = (2/T)·0T∫U(t)·sin(ω·t)·dt = 6,37 В - первая синус-гармоника. Её частота равна частоте исходного сигнала.
b2 = (2/T)·0T∫U(t)·sin(2·ω·t)·dt = 0 - вторая синус-гармоника. Все чётные гармоники меандра равны нулю.
b3 = (2/T)·0T∫U(t)·sin(3·ω·t)·dt = 2,12 В - третья синус-гармоника. Её частота равна утроенной частоте исходного сигнала.
b5 = (2/T)·0T∫U(t)·sin(5·ω·t)·dt = 1,27 В , b7 = (2/T)·0T∫U(t)·sin(7·ω·t)·dt = 0,91 В

На ниже-приложенном графике S(t) - сумма всех вычисленных гармоник. Она не запрошена в Условии задаче, однако совпадение суммы с исходной функцией - лучшая проверка правильности вычисления.

Спектр исходного сигнала - это графическое представление коэффициентов Фурье.
В разных статьях спектр представляют в разных вариантах : односторонный (только положительные частоты), двух-сторонний (положительные и отрицательные гармоники), фазовый…

По моему опыту практический интерес и физический смысл лучше исследовать по простейшему амплитудному одностороннему графику. На моей паре графиков сразу видно, что если спектр справа обрезан до 7 гармоник, то разностная волнистая кривая S(t) - U(t) содержит 9 периодов (выпуклостей), как бы "хочет" 9ю гармонику до полного совпадения S(t) и U(t).
Но если расширить спектр до 9 гармоник, то разностная волнистая вокруг U(t) хоть и уменьшится в амплитуде, однако не исчезнет совсем и будет содержать недостающую 11ю гармонику.
Дашь ей 11ю - захочет 13ю, и тд. Так инженеры ищут компромисс ограниченной ширины спектра (усилителя) с искажениями исходной формы импульса.

Статьи по Вашей теме: "Амплитудный спектр сигнала" Ссылка2
Спектральное представление сигналов Ссылка3
Спектральный анализ сигналов Ссылка4
Введение в спектральный анализ сигналов Ссылка5
Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов Ссылка6
Спектры периодических сигналов Ссылка7
Спектры периодических сигналов Ссылка8
Как построить спектр сигнала? Ссылка9
Теория сигналов.РешебникТаганрог Ссылка10
ТеорияСигналов.pdf Ссылка11
РадиоЦепи и Сигналы Ссылка12
РадиоТехЦепи иСигналы.УралУнивер Ссылка13

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 19.04.2020, 18:31

5
Спасибо большое.
-----
Дата оценки: 20.04.2020, 04:46

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!


Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!


В избранное