Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Podobne dokumenty
Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

Ćwiczenie 4: Próbkowanie sygnałów

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

Politechnika Białostocka

Wydział Elektryczny. Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Konstrukcje i Technologie w Aparaturze Elektronicznej.

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 7

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa. Nr ćwicz.

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Przetworniki AC i CA

Badanie właściwości multipleksera analogowego

III. Przebieg ćwiczenia. 1. Generowanie i wizualizacja przebiegów oraz wyznaczanie ich podstawowych parametrów

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 5

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

ĆWICZENIE nr 3. Badanie podstawowych parametrów metrologicznych przetworników analogowo-cyfrowych

Przetwarzanie AC i CA

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Przetwarzanie A/C i C/A

Laboratorium Procesorów Sygnałowych

Politechnika Białostocka

SPRZĘTOWA REALIZACJA FILTRÓW CYFROWYCH TYPU SOI

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie generatorów sinusoidalnych (2h)

POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 1

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. Opracował: mgr inż. Tomasz Miłosławski

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Ćw. 7 Przetworniki A/C i C/A

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ANALIZA WIDMOWA SYGNAŁÓW (1) Podstawowe charakterystyki widmowe, aliasing

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH WYDZIAŁ EAIIE. Dydaktyczny model 4-bitowego przetwornika C/A z siecią rezystorów o wartościach wagowych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

Wprowadzenie do programu MultiSIM

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Przetworniki Analogowo-Cyfrowe i Cyfrowo-Analogowe Laboratorium Techniki Cyfrowej Ernest Jamro, Katedra Elektroniki, AGH, Kraków,

LABORATORIUM Sygnałów, Modulacji i Systemów ĆWICZENIE 2: Modulacje analogowe

Teoria sygnałów Signal Theory. Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

BADANIE MODULATORÓW I DEMODULATORÓW AMPLITUDY (AM)

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Procesory Sygnałowe Digital Signal Processors. Elektrotechnika II Stopień Ogólnoakademicki

WPROWADZENIE DO ŚRODOWISKA SCICOS

Zakłócenia równoległe w systemach pomiarowych i metody ich minimalizacji

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Ćwiczenie 31 Temat: Analogowe układy multiplekserów i demultiplekserów. Układ jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU).

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA BRAMKI. Rev.1.0

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:

KARTA PRZEDMIOTU. Techniki przetwarzania sygnałów, D1_3

Podstawy Przetwarzania Sygnałów

POMIARY WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH

Politechnika Białostocka. Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Kod przedmiotu: TS1C

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

POLITECHNIKA OPOLSKA

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Uśrednianie napięć zakłóconych

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Sprzęt i architektura komputerów

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Testowanie systemów informatycznych Kod przedmiotu

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Analiza właściwości filtra selektywnego

Ćw. 0 Wprowadzenie do programu MultiSIM

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: TECHNIKA CYFROWA 2 TS1C

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu:

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

POLITECHNIKA POZNAŃSKA KATEDRA STEROWANIA I INŻYNIERII SYSTEMÓW

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

Transkrypt:

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: Przetwarzanie Sygnałów Kod: TS1C400027 Temat ćwiczenia: Próbkowanie sygnałów ciągłych Opracował: dr inż. Dariusz Jańczak Białystok 2018

Temat: Próbkowanie sygnałów ciągłych Przetwarzanie Sygnałów - laboratorium 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest utrwalenie wiedzy studentów oraz nabycie przez nich umiejętności z zakresu zasad doboru częstotliwości próbkowania sygnałów ciągłych, a także zastosowania filtrów antyaliasingowych i doboru ich parametrów. Studenci dokonują realizacji sprzętowej podstawowych elementów układów cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz dokonują analizy sygnałów dyskretnych, stosując odpowiednie narzędzia sprzętowe i programowe. Dodatkowo studenci doskonalą umiejętność opracowania dokumentacji dotyczącej realizacji zadania inżynierskiego. 2. Zagadnienia do opracowania przed przystąpieniem do zajęć Przed przystąpieniem do zajęć należy opracować (na podstawie materiałów z wykładu "Przetwarzanie Sygnałów 1") następujące zagadnienia: - typowy układ cyfrowego przetwarzania sygnałów analogowych; - dobór częstotliwości próbkowania; - dobór parametrów filtru antyaliasingowego; - niejednoznaczność procesu próbkowania; - kwantyzacja; - dobór częstotliwości próbkowania w przypadku przebiegu sinusoidalnego i prostokątnego. 3. Program ćwiczeń 3.1. Zbadać zjawisko niejednoznaczności procesu próbkowania. W tym celu ustawić w module DSK częstotliwość próbkowania f s = 1kHz (lub inną podaną przez prowadzącego) oraz wyłączyć filtr antyaliasingowy (SW0 w pozycji dolnej). Zmieniać częstotliwość f o generowanego sygnału sinusoidalnego (od kilkudziesięciu Hz do ponad dwukrotnej częstotliwości próbkowania) i korzystając z oscyloskopu zaobserwować sygnał oraz zmierzyć jego częstotliwość. Następnie powtórzyć badania obserwując na oscyloskopie widmo sygnału (FFT jest jedną z funkcji "math" oscyloskopów dostępnych w laboratorium). W trakcie wykonywania ćwiczenia, należy zwrócić uwagę na sytuację, gdy częstotliwość sygnału: f o = f s /2. W tym przypadku może być niezbędna zmiana przesunięcia fazy sygnału próbkowanego w stosunku do sygnału synchronizacji procesu próbkowania. W tym celu

należy na kilka sekund zmienić częstotliwość sygnału f o o ułamki Hz. 3.2. Ponowić program badań z punktu 3.1 z włączonym filtrem antyaliasingowym (SW0 w pozycji górnej). Sprawdzić różne przypadki ustawień częstotliwości f o sygnału sinusoidalnego w stosunku do częstotliwości granicznej filtru antyaliasingowego (f s /2) na wynik procesu próbkowania: a) f o < f s / 2 b) f o = f s / 2 c) f o > f s / 2 3.3. Zbadać wpływ parametrów procesu kwantyzacji na jakość sygnału cyfrowego. W tym celu należy przeprowadzić porównania w przypadku reprezentacji danych w zakresie 2-16 bitów. W kilku przypadkach należy też zmierzyć skok kwantyzacji i porównać z wartością teoretyczną wiedząc, że zakres przetwarzania jest od -1,3V do +1,3V. Badania przeprowadzić dla sygnału sinusoidalnego lub piłokształtnego. 3.4. Badania z punktu 3.1 oraz 3.2 przeprowadzić dla sygnału o złożonym widmie np. impulsowego, prostokątnego lub piłokształtnego. Na wstępie należy w sposób teoretyczny ustalić odpowiednią częstotliwość graniczną pasma tego sygnału. 4. Realizacja ćwiczeń Badania eksperymentalne należy przeprowadzić w układzie zestawionym według schematu przedstawionego na Rys. 1. JTAG moduł DSK oscyloskop A/C C/A We Wy Y2 Y1 Y2 Y1 generator Wy Rys. 1. Schemat połączeń stanowiska laboratoryjnego

Uwaga! Przed dołączeniem generatora do układu DSP upewnić się, że amplituda sygnału nie przekracza 1,3V. Sygnał z generatora należy podać na wejście kanału lewego "Line in L" (Rys. 2). Sygnał cyfrowy o ustawionej częstotliwości próbkowania i kwantyzacji można obserwować na wyjściu kanału lewego: "Line out L", natomiast efekty samej kwantyzacji na: "Line out R". Rys. 2. Widok płyty czołowej modułu Po połączeniu układu pomiarowego należy uruchomić program Code Composer Studio, który stanowi środowisko uruchomieniowe dla procesorów DSP. Następnie należy otworzyć projekt PS_lab2 (znajdujący się w katalogu D:\DSP_C6x\PS_lab2) lub jeśli jest widoczny w oknie Project Explorer to wystarczy ustawić jego status jako aktywny (Active). Projekt należy poddać kompilacji i linkowaniu (Build / Ctrl+B) (patrz Rys. 3), po czym należy załadować program do modułu DSP (Debug / F11) (jednocześnie nastąpi przejście do trybu uruchamiania Debug). Jeśli nie zostały zgłoszone błędy można uruchomić program (polecenie RUN lub F8 - Rys. 4). aktywny projekt: PS_lab2 Build Debug Rys. 3. Widok okna tworzenia projektu (CCS Edit)

Run/Resume Suspend Rys. 4. Widok okna uruchamiania (CCS Debug) Zmiana parametrów próbkowania w module DSK z procesorem DSP następuje po modyfikacji pliku dane.dat z projektu PS_lab2. W celu łatwej modyfikacji tego pliku należy uruchomić środowisko programistyczne Maltab, w którym należy wywołać program przetwornik_ac.m (znajdujący się w katalogu D:\DSP_C6x). Po podaniu nowej częstotliwości próbkowania zostanie utworzony plik konfiguracyjny dane.dat, który zostanie automatycznie zapisany w katalogu projektu procesora sygnałowego. Zmiana liczby poziomów kwantyzacji odbywa się poprzez zmianę długości słowa danych ustawianą suwakiem N_bit_quantization (Rys. 6). Zmiany należy przeprowadzać po uprzednim zatrzymaniu działania programu na procesorze DSP - Suspend (Rys. 4). Wywołanie okna z suwakiem odbywa się poprzez wybór z menu: Scripts/Quantization/N_bit_quantization (Rys. 5). Rys. 5. Otwieranie okna zmiany liczby poziomów kwantyzacji

Rys. 6. Okno zmiany liczby poziomów kwantyzacji Na Rys. 7 zostały przedstawione funkcje przełączników modułu DSK w trakcie działania programu PS_lab2. reprezentacja danych ustawiana w zakresie 2-16 bitów filtr antyaliasingowy włączony niewykorzystane 16-bitowa reprezentacja danych Rys. 7. Funkcje przełączników filtr antyaliasingowy wyłączony

5. Sprawozdanie powinno zawierać: - analizę doboru częstotliwości próbkowania; - przebiegi czasowe sygnałów ciągłych oraz po operacji próbkowania i kwantyzacji wraz z analizą ich zależności od parametrów filtru antyaliasingowego i liczby bitów słowa danych; - opis otrzymanych widm; - porównanie przebiegów otrzymanych teoretycznie i na laboratoryjnym stanowisku DSK; - uwagi i wnioski nasuwające się w trakcie wykonywania ćwiczenia. 6. Wymagania BHP W trakcie realizacji programu ćwiczenia należy przestrzegać zasad omówionych we wstępie do ćwiczeń, zawartych w: Regulaminie porządkowym w laboratorium oraz w Instrukcji obsługi urządzeń elektronicznych znajdujących się w laboratorium z uwzględnieniem przepisów BHP. Regulamin i instrukcja są dostępne w pomieszczeniu laboratoryjnym w widocznym miejscu. 7. Literatura: 1. Szabatin J., Podstawy teorii sygnałów, WKŁ, Warszawa, 2007. 2. Owen M., Przetwarzanie sygnałów w praktyce, WKŁ, Warszawa, 2009. 3. Lyons R., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKŁ, Warszawa, 2010. 4. Smith S. W., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2007.