Автор: Денисенко Диана Текеевна
Должность: преподаватель профессиональных дисциплин
Учебное заведение: ГБПОУ
Населённый пункт: город Ставрополь
Наименование материала: Методическая разработка
Тема: Методические указания к практической работе "Дискретизация аналогового сигнала"
Раздел: среднее профессиональное
МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ, ПРОМЫШЛЕННОСТИ И СВЯЗИ
СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«Ставропольский колледж связи имени Героя Советского Союза
В.А. Петрова»
Цикловая комиссия «Радиотехнических дисциплин»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ № 1
Дискретизация аналогового сигнала
по учебной дисциплине
ОП.18 Аналоговые, цифровые и микропроцессорные устройства
радиоэлектронной техники
11.02.02 «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники»
1
Ставрополь, 2020
Практическая работа №1
Дискретизация аналогового сигнала
1. Цель: получить практические навыки по преобразованию типа сигналов.
2. Теоретические сведения
Дискретизация
аналогового
сигнала.
Непрерывный
сигнал
может
быть
преобразован в последовательность дискретных значений, если через равные интервалы
времени ΔТ брать значения исходного сигнала. Такой интервал ΔТ называется периодом
дискретизации. Соответствующая ступенчатая функция тем ближе к исходной, чем
меньше период дискретизации. Увеличивая частоту дискретизации, можно обеспечить
требуемую точность воспроизведения.
Дискретизация по времени одного периода исходного сигнала осуществляется с
использованием теоремы Шеннона-Найквиста, которая имеет вид:
f
dmin
= 2
.
(fв – fн),
где f
dmin
– минимальная частота дискретизации, fв – верхняя частота в спектре
сигнала, fн – нижняя частота в спектре сигнала.
Так как дискретизация идет по времени, то необходимо определить период
дискретизации, который определяется по формуле:
ΔТ = 1 / f
d.
Например, если fн = 0 Гц, fв = 12 Гц, тогда f
dmin
= 24 Гц.
Соответственно, ΔТ
max
= 0,04 с.
Заданный фрагмент сигнала приведен на рисунке 1.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Рисунок 1
2
Необходимо разбить период сигнала на интервалы с постоянным периодом
дискретизации ΔТ и частотой дискретизации fd = 1/ΔТ. Результаты занести в таблицу 1.
Для этого необходимо следующее. Выделить один период сигнала – на графике область от
0 до t = 0,4. Разбить период на n = 0,4/0,04 = 10 интервалов. Определить значение функции
x(t) в каждой точке. Например, при n = 0 (t = 0) х(nΔT) = 5; при n = 1 (t = ΔT = 0,04 с)
х(nΔT) = -1 и так далее.
Таблица 1
n
t, с
х(nΔT)
n
t, с
х(nΔT)
Восстановление аналогового сигнала. Восстановить аналоговый сигнал в виде точек
(рисунок 2) по данным таблицы 1. Соединить точки.
Увеличить период дискретизации в 5 раз, восстановить аналоговый сигнал (можно
на том же графике).
Сделать выводы о проделанной работе.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Рисунок 2
3. Выполнение работы
3
По изложенному выше алгоритму дискретизировать и восстановить один период
аналогового сигнала.
Вариант 1. fв = 20Гц
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Вариант 2. fв = 15Гц
0
0.08
0.16
0.24
0.32
0.4
0.48
0.56
0.64
0.72
0.8
0.88
0.96
1.04
1.12
1.2
1.28
1.36
1.44
1.52
1.6
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Вариант 3. fв = 23 Гц
0
0.055
0.11
0.17
0.22
0.28
0.33
0.39
0.44
0.5
0.55
0.61
0.66
0.72
0.77
0.83
0.88
0.94
0.99
1.05
1.1
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Вариант 4. Fв = 12 Гц
0
0.08
0.16
0.24
0.32
0.4
0.48
0.56
0.64
0.72
0.8
0.88
0.96
1.04
1.12
1.2
1.28
1.36
1.44
1.52
1.6
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
Вариант 5. fв = 14Гц
4
0
0.08
0.16
0.24
0.32
0.4
0.48
0.56
0.64
0.72
0.8
0.88
0.96
1.04
1.12
1.2
1.28
1.36
1.44
1.52
1.6
20
16
12
8
4
0
4
8
12
16
20
x t
( )
t
Вариант 6. fв = 25Гц
0
0.055
0.11
0.17
0.22
0.28
0.33
0.39
0.44
0.5
0.55
0.61
0.66
0.72
0.77
0.83
0.88
0.94
0.99
1.05
1.1
10
8
6
4
2
0
2
4
6
8
10
x t
( )
t
4. Контрольные вопросы
1Какой сигнал называется дискретным?
2 Области применения дискретных сигналов.
3 Теорема Шеннона-Найквиста.
5.
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
- решение задачи,
- ответы на контрольные вопросы.
6. Литература
Потехин В.А. Схемотехника цифровых устройств. Уч. пособие для вузов. – Томск:
В-Спектр, 2012. – 250 с: ил.
5