Лабораторная работа Изучение цифровых генераторов и осциллографов/M-последовательность, АКФ, ВКФ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра РТ и МБС
Отчет по лабораторной работе № 1
«Изучение цифровых генераторов и осциллографов»
по дисциплине
«Радиолокационные системы и комплексы с высокой разрешающей
способностью»
г. Йошкар-Ола
2022
Цель работы:
Изучить методы работы с цифровым генератором сигналов Rigol DG1022, цифровым осциллографом Rigol DS-1052E.
Задание на лабораторную работу: Ознакомится с инструкциями по
эксплуатации приборов.
1.
Создать на компьютере файл с отсчетами сигнала в формате,
поддерживаемом генератором. Параметры сигнала получить у преподавателя.
2.
Загрузить файл с отсчетами сигнала в генератор с USB-носителя и
ПК и получить сигнал на выходе первого и второго каналов.
3.
Подключить к генератору осциллограф. Снять и записать в
цифровом виде осциллограмму сигнала на USB-носитель и на ПК.
4.
Загрузить отсчеты сигнала, полученные на осциллографе, в
компьютер. Определить уровень шума в тракте «генератор-осциллограф». Для
этого вычислить ВКФ эталонного и сохраненного с осциллографа сигнала.
Определить взаимный временной сдвиг сигналов и вычислить погрешность по
формуле:
N 1
2 
 un  xn  m 2
n0
,
N
где un - отсчеты эталонного сигнала,
xn  m - отсчеты принятого сигнала,
m - оценка временного сдвига.
Выполнение работы:
В качестве сигнала для загрузки на генератор был выбран сигнал mпоследовательности n=32.
Формируем дискретно-кодированный сигнал.
Произведем
которой равна 32:
моделирование
m-последовательности,
разрядность
Рисунок 1 – m-последовательность
На рисунке 2 представлен сигнал, а на рисунке 4 полученный с
осциллографа.
Рисунок 2 – Заданный сигнал
Сгенерируем данный сигнал для загрузки в генератор сигналов Rigol
DG-1022. Данный генератор позволяет генерировать сигналы при условии, что
они заданы в нормированном виде и с количеством точек 4096.
Рисунок 3 - Сигнал для загрузки в генератор сигналов Rigol DG-1022
Сгенерированный таким образом сигнал записываем на USB-носитель,
вставляем его в генератор и в меню Storage выбираем необходимый файл. На
генераторе устанавливаем частоту и амплитуду.
К генератору подключаем осциллограф.
Устанавливаем носитель информации в осциллограф и сохраняем
сигнал в формате .csv – табличный формат. В данной таблице удаляем
«шапку» и преобразуем в текстовый формат .TXT.
Считываем данный текстовый файл с помощью САПР Mathcad. В
данном файле присутствуют два столбца, один из которых – время, а другой –
амплитуда.
Сигнал с осциллографа, приведенный к стандартному виду, представлен
на рисунке 4.
Рисунок 4 – Сигнал с осциллографа
Найдем АКФ начального сигнала
Рисунок 5 – АКФ m-последовательности
Найдем и ВКФ начального сигнала и сигнала с осциллографа
Рисунок 6 - ВКФ m-последовательности
Определим
погрешность
начального
сигнала
и
сигнала
с
осциллографа.
Таким образом, по рисункам 5 и 6, а также по значению погрешности
можно сказать, что первоначальный сигнал и сигнал с осциллографа
достаточно похожи.
Вывод:
В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены
методы работы с цифровым генератором сигналов Rigol DG-1022, цифровым
осциллографом Rigol DS-1052E.
Был сгенерирован сигнала m-последовательности в САПР Mathcad:
Данный сигнал был записан в формате для записи в генератор. С
генератора данный сигнал снимался с помощью осциллографа.
Снятый с осциллографа сигнал был преобразован в формат, удобный для
обработки в САПР Mathcad. Обработка заключалась в получении АКФ
первоначального сигнала, получении ВКФ первоначального и снятого с
осциллографа сигналов, а также определение погрешности.
Таким образом, по рисункам 5 и 6, а также по значению погрешности
можно сказать, что первоначальный сигнал m-последовательности и сигнал с
осциллографа достаточно похожи.