Анализатор спектра для лабораторных работ по электронике
ВВЕДЕНИЕ
Важное место в любой технической дисциплине занимают измерения. Это также относится и к измерению параметров электрических сигналов. Распространенной измерительной задачей является наблюдение и анализ сигнала во временной и частотной областях. Временная составляющая сигнала анализируется с помощью осциллографов. Однако в ряде случаев измерения во временной области не обладает необходимой чувствительностью. Изменения сигнала могут быть растянуты во времени и физически не обнаружены на экране осциллографа. Более чувствительной является спектральная форма сигнала. Измерения в частотной области возможны с помощью анализаторов спектра. Анализатор спектра – это прибор, определяющий распределение энергии колебаний по полосе частот. Это особенно важно при разработке и тестировании электронных устройств, поскольку позволяет выявлять параметры, влияющие на качество передачи и обработки информации.
Использование анализатора спектра на лабораторных занятиях по электронике существенно р
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Спектральный анализ электрических сигналов и его практическая реализация 6
1.1 Спектральный анализ электрических сигналов 6
1.2 Классификация спектральных анализаторов 9
1.3 Примеры реализации спектральных анализаторов в среде LabVIEW 10
Глава 2. Разработка и тестирование спектрального анализатора электрических сигналов 20
2.1 Техническое задание 20
2.2 Реализация спектрального анализатора 20
2.3 Тестирование спектрального анализатора 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32
ПРИЛОЖЕНИЕ 34
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бойко Б.П. Спектр сигнала : учебно-методическое пособие / Б.П. Бойко, В.А. Тюрин. – Казань : Казанский федеральный университет, 2014. – 38 с.
2. Лопарев А.В. Основы цифровой обработки сигналов и ее применение в задачах обработки навигационной информации / А.В. Лопарев. – СПб : Университет ИТМО, 2023. – 64 с.
3. Митюхин А.И. Алгоритмы цифровой обработки сигналов : учеб.-метод. пособие / А. И. Митюхин. – Минск : БГУИР, 2023. – 138 с.
4. «Основы анализа спектра». URL: file:///C:/Users/user/Downloads/Osnovy-analiza-spektra.pdf
5. K. A. Venkatesh, S. Chauhan, S. G. H. Bhatta, N. Mathivanan, Design of FFT spectrum analyzer on PC platform using LabVIEW and microcontroller based data acquisition system // J. Instrum. Soc. India, 2006, т.36, с.1-7.
6. D. Das, K. K. Mahapatra, Real-time implementation of fast Fourier Transform (FFT) and finding the power spectrum using LabVIEW and CompactRIO // Proceedings of the International Conference on Communication Systems and Network Technologies, 2013, с.169-173.
7. Q. Hao, W. Zhao, P. Hao, ZOOM FFT technology based on analytic signal and band-pass filter and simulation with LabVIEW // J. Chem. Pharm. Res., 2015, т.7, с.359-363.
8. Q. Tang, Y. Wang, S. Guo, Design of power system harmonic measurement system based on LabVIEW // Proceedings of the Fourth International Conference on Natural Computation, 2008, т.5, с.489-493.
9. Алалыкин А.С. Основы теории сигналов : учеб.-метод. пособие : / А.С. Алалыкин, Е.А. Дурман. – Ижевск : Удмуртский университет, 2024. – 83 с.
10. Коберниченко В.Г. Основы цифровой обработки сигналов : учеб. пособие / в. г. коберниченко ; М-во науки и высш
Эта особенность важна при разработке спектрального анализатора, так как требования к нему могут варьироваться в зависимости от конкретной задачи (разрешающая способность, диапазон частот, необходимость мониторинга динамики изменений).
Так как в лабораторных стендах ТОЭ1-С-К используется плата сбора данных PCI-6023E от компании National Instruments, то данная курсовая работа будет посвящена разработке анализатора спектра в среде LabVIEW.
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) – это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданная американской компанией National Instruments в 1976 году для измерений и автоматизации производства. Главной особенностью этого продукта стал графический язык программирования «G».
LabVIEW нашел свое применение в системах сбора и обработки данных, а также в управлении техническими объ