Анализ формы волны

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• IBM-совместимый персональный компьютер со звуковой картой, работающий под управлением Windows 3.1 или выше.
• Программное обеспечение Winscope, бесплатно загружаемое из Интернета.
• Электронный «клавишный» (музыкальный)
• «Моно» (не стерео) штекер для наушников для клавиатуры.
• «Моно» (не стерео) штекер для наушников для микрофонного входа звуковой карты компьютера, с проводами для подключения к источникам напряжения.
• потенциометр 10 кОм

Детали и оборудование для этого эксперимента идентичны тем, которые требуются для эксперимента «Осциллограф ПК».

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ Уроки электрических цепей , Том 2, глава 7:«Сигналы переменного тока смешанной частоты»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Чтобы понять разницу между графиками во временной и частотной областях.
• Развить качественное понимание анализа Фурье.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Программа Winscope имеет еще одну особенность, отличную от типичного дисплея осциллографа «во временной области»:отображение «в частотной области», которое отображает график амплитуды (по вертикали) по сравнению с частотой (по горизонтали). Дисплей осциллографа «во временной области» отображает амплитуду (по вертикали) в зависимости от времени (по горизонтали), что хорошо для отображения формы волны. Однако, когда желательно увидеть гармоническую составляющую сложной волны, график в частотной области - лучший инструмент.

При использовании Winscope щелкните значок «радуга», чтобы переключиться в режим частотной области. Сгенерируйте синусоидальный сигнал с помощью музыкальной клавиатуры (голос панфлейты или флейты), и вы должны увидеть на дисплее одиночный «всплеск», соответствующий амплитуде одночастотного сигнала. Перемещение курсора мыши под пиком должно приводить к отображению частоты в числовом виде в нижней части экрана.

Если на музыкальной клавиатуре активированы две ноты, на графике должны быть показаны два отдельных пика, каждый из которых соответствует определенной ноте (частоте). Базовые аккорды (три ноты) вызывают три всплеска на графике частотной области и так далее. Сравните это с графиком обычного осциллографа (во временной области), еще раз щелкнув значок «радуга».

Музыкальный аккорд, отображаемый во временной области, представляет собой очень сложную форму волны, но ее довольно просто разложить на составляющие ноты (частоты) на дисплее в частотной области.

Поэкспериментируйте с «голосами» различных инструментов на музыкальной клавиатуре, соотнося график во временной области с графиком в частотной области. Формы сигналов, которые симметричны выше и ниже их осевых линий, содержат только нечетные гармоники (нечетно-целые кратные базовой или основной частота), а несимметричные сигналы также содержат четные гармоники. Используйте курсор, чтобы найти конкретную частоту каждого пика на графике, и калькулятор, чтобы определить, является ли каждый пик четным или нечетным.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Рабочий лист модуляции сигнала
• Таблица форм сигналов переменного тока
• Таблица сигналов смешанной частоты