-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
1. Semnale şi instrumente pentru generarea lor
conf. dr. ing. Radu Ovidiu PredaMail: [email protected]
Site: www.comm.pub.ro/preda/metc
Reguli de notare:• 30% Laborator• 70% Examen final
• 40% proba teoretică• 30% proba practică
mailto:[email protected]://www.comm.pub.ro/preda/metc
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Sisteme de măsurări electronice
surse de semnal şi instrumente de măsură/achiziţie
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Sisteme de măsurări electronice
Sursele de semnal generează semnale electrice: semnale analogice secvenţe digitale semnale modulate semnale cu zgomot sau distorsionate intenţionat
Instrumentele de măsură/achiziţie Voltmetre, ampermetre, ohmmetre, multimetre, etc. Osciloscoape, analizoare logice, etc.
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale – definiţii, tipuri principale
Semnalele reprezintă mărimi fizice utilizate pentru transmiterea sau stocarea mesajelor pentru testarea sistemelor
Matematic s = f(t)
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale – definiţii, tipuri principale
Două mari categorii: Semnale deterministe Semnale aleatoare (întâmplătoare)
Zgomot alb Semnal vocal
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale periodice
T = perioada semnalului
EXEMPLE: Semnalul sinusoidal
( ) ( ),x t kT x t k Z+ = ∀ ∈
+A
0
–A T
t
T
+A
0
–A
t
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal – parametri
A - amplitudinea semnalului.
T - perioada f – frecvenţa ω - frecvenţa
unghiulară [radiani/sec.]
+A
0
–A T
t
( ) cos( )x t A t= ω + ϕ
2 fω = π1fT
=
T
+A
0
–A
t
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal – parametri
două semnale sinusoidale de aceeaşi f: φ1,2 - fazele iniţiale
defazajul φ = φ1 – φ2
( ) ( )( ) ( )
1 1 1
2 2 2
coscos
x t A tx t A t
= ω + ϕ= ω + ϕ
φ
φ
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal – parametri
Valoarea eficace (efectivă)
Amplitudineavârf-vârf
2efAA =
2vvA A=
T
t AVV
A
Aef = 0,707 A
A
Aef = 0,707 A
AVV
T
t
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal
Semnalele utilizate în electronică: semnale de audiofrecvenţă (AF)
f între câteva zeci de Hz şi circa 20 kHz pot fi percepute de urechea umană
semnale de radiofrecvenţă (RF) f > 100kHz transmiterea informaţiei limita superioară: zeci de GHz
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal
microunde semnalele de f foarte mari tratare specifică (circuite cu constante distribuite) când devine comparabilă cu dimensiunile
fizice ale circuitelor pentru circuitele de dimensiuni uzuale aceasta
înseamnă circa 0,5 - 1 GHz. nu în acest curs
cf
λ =
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal
circuite liniare
CIRCUIT LINIAR
y(x) = a·x + b
CIRCUIT LINIAR
y(x) = a·x + b
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal
circuite neliniare
CIRCUIT
NELINIAR
- limitare -
CIRCUIT NELINIAR
- limitare -
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnalul sinusoidal
circuite neliniare
CIRCUIT
NELINIAR
2( ) 1,2 0,6 0,1y x x x= − +
2
()1,20,60,1
yxxx
=-+
2
()1,20,60,1
yxxx
=-+
� EMBED Equation.DSMT4 ���
CIRCUIT NELINIAR
_1201866008.unknown
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale periodice
Semnal sinusoidal redresat mono-alternanţă
REDRESOR
MONO-ALTERNANŢĂ
REDRESOR MONO-ALTERNANŢĂ
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale periodice
Semnal sinusoidal redresat dublă alternanţă
REDRESOR
DUBLĂ-ALTERNANŢĂ
REDRESOR DUBLĂ-
ALTERNANŢĂ
REDRESOR DUBLĂ-ALTERNANŢĂ
REDRESOR DUBLĂ-ALTERNANŢĂ
_1202220348.unknown
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale periodice
Semnal dreptunghiular două niveluri reprezentarea în formă binară
a semnalelor numerice două valori logice: “0” şi “1”
Semnalul dreptunghiular simetric: A+ = A– durate egale pentru cele două stări
t
t
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale periodice
Semnale triunghiulare şi dinte de fierăstrău
Impulsuri dreptunghiulare periodice
t t
t
t
t
t
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Parametrii semnalelor periodice
T – perioada de repetiţie; A+ – amplitudinea vârfului pozitiv A– – amplitudinea vârfului negativ Avv – amplitudinea vârf-vârf
vvA A A+ −= −
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Parametrii semnalelor periodice
Valoarea efectivă (RMS – root mean square)
Pentru semnal sinusoidal
( )21t T
eft
A x t dtT
+
= ∫
2efAA =
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Parametrii semnalelor periodice
Valoarea medie
Reprezintă componenta continuă a semnalului
( )01 t T
t
A x t dtT
+
= ∫
A0 – valoarea medie
t
A+
A–
0
A–
A+
t
A0 – valoarea medie
0
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Parametrii semnalelor periodice
Pentru impulsuri dreptunghiulare: η - factorul de umplere
tc - timpul de creştere
tc – timp de creştere
tc
A 0.9A
0.1A 0
t
T τ
A
Tτη =
A
0.9A
0.1A
0
tc
tc – timp de creştere
A
t
τ
T
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale modulate
semnal modulator
purtătoare
modulaţie
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Semnale modulate
Tipuri de modulaţii: Modulaţie în amplitudine (MA); Modulaţie în frecvenţă (MF); Modulaţie în fază (MP).
Semnal modulat în frecvenţă
Semnal modulat în amplitudine
Semnal modulator
Purtătoarea
Semnal modulat în frecvenţă
Semnal modulat în amplitudine
Semnal modulator
Purtătoarea
-
Modulație digitală - Exemplu
Modulație în amplitudine
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
-
Modulație digitală - Exemplu
Modulație în frecvență
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
-
Modulație digitală - Exemplu
Modulație în fază
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de semnal sinusoidal
Două categorii sunt frecvent întâlnite: Generatoare de audio-frecvenţă Generatoare de radio-frecvenţă
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de audio-frecvenţă
domeniu mult mai larg decât domeniul audio0,1 Hz - 1MHz (uneori chiar 10MHz)
relativ simple, cu două elemente de reglaj: Frecvenţa, în trepte decadice şi continuu Amplitudinea, în trepte decadice şi continuu
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de audio-frecvenţă
Principalii parametri de calitate ai unui asemenea generator sunt: Factorul de distorsiuni; Precizia şi rezoluţia gradării scării de frecvenţă
(şi cu un frecvenţmetru extern); Stabilitatea frecvenţei generate; Posibilitatea controlului amplitudinii generate
(atenuator variabil); Impedanţa de ieşire (zeci, sute de ohmi).
formator de impulsuri dreptunghiulare
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de radio-frecvenţă
100kHz - 100MHz limita maximă poate fi mai ridicată modulație în amplitudine şi în frecvenţa
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
Ce semnale pot genera?
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
Exemplu: semnal sin. de f=108 kHz
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Generatoare de funcţii
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Semnal sinusoidal de amplitudine 1V Cy = 0.1V/div 10 diviziuni (iese din graticulă)
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Semnal sinusoidal de amplitudine 1V Cy = 0.2V/div 5 diviziuni (iese din graticulă)
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Semnal sinusoidal de amplitudine 1V Cy = 0.5V/div 2 diviziuni
A=2div=1V
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Măsurarea frecvenţei semnalului Se roteşte Cx până când se vede o perioadă
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Măsurarea frecvenţei semnalului Se roteşte Cx până când se vede o perioadă
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Măsurarea frecvenţei semnalului Se roteşte Cx până când se vede o perioadă
-
Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii
Vizualizarea semnalelor pe osciloscop
Măsurarea frecvenţei semnalului Se roteşte Cx până când se vede o perioadă
T=5,6 div.Cx
f=1/T
1. Semnale şi instrumente pentru generarea lorSisteme de măsurări electroniceSisteme de măsurări electroniceSemnale – definiţii, tipuri principaleSemnale – definiţii, tipuri principaleSemnale periodice Semnalul sinusoidal – parametriSemnalul sinusoidal – parametriSemnalul sinusoidal – parametriSemnalul sinusoidalSemnalul sinusoidalSemnalul sinusoidalSemnalul sinusoidalSemnalul sinusoidalSemnale periodiceSemnale periodiceSemnale periodiceSemnale periodiceParametrii semnalelor periodiceParametrii semnalelor periodiceParametrii semnalelor periodiceParametrii semnalelor periodiceSemnale modulateSemnale modulateModulație digitală - ExempluModulație digitală - ExempluModulație digitală - ExempluGeneratoare de semnal sinusoidalGeneratoare de audio-frecvenţă Generatoare de audio-frecvenţă Generatoare de radio-frecvenţăGeneratoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Generatoare de funcţii Vizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscopVizualizarea semnalelor pe osciloscop