AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

Transkrypt

1 AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ ELEMETY ELEKTRONIKI LABORATORIUM Kierunek NAWIGACJA Secjalność Transort morski Semestr II Ćw. 3 Badanie rzebiegów imulsowych Wersja oracowania Marzec 2005 Oracowanie: mgr inż. Jacek Czerniawski mgr inż. Marcin Czabański

2 1. WPROWADZENIE Większość układów elektronicznych stosowanych we wszelakich urządzeniach służy do wytwarzania, wzmacniania i rzekształcania imulsów elektrycznych. Imulsy elektryczne można odzielić na wizyjne i radiowe (rys 1). Rys. 1 Rodzaje imulsów: a imulsy wizyjne, b imulsy radiowe Imulsy wizyjne to krótkotrwałe odchylenia od ewnego oziomu naięcia, charakteryzujące się kształtem, czasem trwania, amlitudą i biegunowością. Imulsy radiowe uzyskuje się dzięki modulacji drgań wysokiej za omocą imulsów wizyjnych, stąd ich obwiednia ma kształt wizyjnego. Wszystkie rodzaje imulsów można klasyfikować w zależności od kształtu, czasu trwania, owtarzania f, amlitudy, energii oraz mocy średniej ciągu imulsów. Kształty imulsów mogą być bardzo różne (rzykłady rzedstawiono na rysunku 2), jednak w radiolokacji największe znaczenie mają imulsy rostokątne, szilkowe i iłokształtne.

3 Rys. 3 Kształt imulsów wizyjnych: a imuls rostokątny, b imuls traezowy, c imuls iłowy, d imuls sinusoidalny, e imuls kwadratowo-sinusoidalny, f imuls szilkowy, g imuls dzwonkowy, h imuls wykładniczy Z uwagi na wystęujące w układach elektronicznych tzw. ojemności i indukcyjności asożytnicze, nie jest możliwe uzyskanie idealnego kształtu rostokątnego. Z tego względu kształt rostokątnego zbliżony jest do kształtu traezowego. Rzeczywisty kształt rzedstawiony jest na rys 3. Rys. 3 Praktycznie sotykany imuls rostokątny Czas trwania nazywamy również szerokością lub długością. W układach radiolokacyjnych czas ten wynosi od setnych części mikrosekundy do setek milisekund. Oisując kształt imulsów stosuje się takie ojęcia, jak czoło, wierzchołek i tył. Często oeruje się również terminami zbocze narastające i zbocze oadające w odniesieniu do czoła i tyłu. Za czas narastania czoła cz rzyjmuje się czas, w ciągu którego amlituda wzrasta od 0,1 do 0,9 amlitudy maksymalnej Ai, rzy czym w raktyce czas ten wynosi 0,1-0,2. Za czas oadania zbocza, uważa się czas, w ciągu którego amlituda maksymalna Ai zmienia się w zakresie od 0,9 do 0,1 swej wartości rzy czym ten czas wynosi 0,2-

4 0,3. Amlituda sadku Ai określająca obniżenie wierzchołka nie owinna rzekraczać 0,05 Ai. Częstotliwość owtarzania imulsów f zawiera się w granicach od kilkudziesięciu do kilku tysięcy imulsów na sekundę. Odwrotnością owtarzania jest okres owtarzania: 1 = f Wartości szczytowe wielkości imulsów elektrycznych oznaczają amlitudy Ai o mocy Pi, naięciu Ui, lub rądu Ii. Ważnym arametrem jest energia Wi. Dla rostokątnego energię oblicza się ze wzoru: W i = P i Moc średnia Pśr jest to moc wytwarzana w czasie jednego okresu owtarzania imulsów. W rzyadku imulsów rostokątnych moc średnią oblicza się ze wzoru: Pśr = Pi = Pi f = Pk i gdzie k jest tzw. wsółczynnikiem wyełnienia, który dla imulsów rostokątnych wyrażony jest wzorem: k = = f Analogicznie można wyznaczyć naięcie średnie Uśr i rąd średni Iśr odstawiając zamiast Pi wartość Ui lub Ii. 2. ZAGADNIENIA KONTROLNE 2.1. Co to jest amlituda? 2.2. Czym różni się rzebieg okresowy od nieokresowego? 2.3. Co to jest częstotliwość? 2.4. Co to jest czas narastania i oadania? 3. PRZEBIE ĆWICZENIA 3.1 Zaoznać się z instrukcjami obsługi rzyrządów. Generator Fali Prostokątnej GFP - 75 Miernik KZ 2026A Oscylosko cyfrowy 3.2 Ustawić na generatorze rzebieg rostokątny i zaobserwować jeden okres rzebiegu na oscyloskoie Dokonać omiarów uzuełniając Tabelę 1 dla dowolnego sygnału z każdego rzedziału Zaobserwować różnicę w rzebiegach badanych imulsów. Tabela 1. Przedział Amlituda 10 Hz 100 Hz 100 Hz 1000 Hz 1 khz 10 khz 10 khz khz 100 khz 1000 khz 1MHz - 10 MHz

5 Czas narastania Czas oadania Czas trwania Częstotliwość odczytana z oscyloskou Częstotliwość odczytana z miernika 4. OPRACOWANIE 4.1. Oisać rzebiegi, ich zniekształcenia oraz obliczyć arametry imulsów (energię, moc średnią, wsółczynnik wyełnienia) Oisać różnicę obserwowanych i mierzonych rzebiegów Wyjaśnić, czym sowodowane mogą być zafalowania na brzegach imulsów Wnioski.