Program kursu
- Sumowanie sygnałów harmonicznych.
- Analiza widmowa.
- Przykład - analiza widmowa sygnału prostokątnego.
Opis kursu
Z tej lekcji uczeń dowie o widmie sygnału i sposobie jego powstawania. Zrozumie co to jest dziedzina czasu i dziedzina częstotliwości a także czym jest sygnał harmoniczny, okresowy i prostokątny. Po przerobieniu lekcji uczeń pozna metodę sumowania sygnałów harmonicznych na diagramach wektorowych, pozna podstawowe cele analizy widmowej.
Słownik
Analiza widmowa – rozkład sygnału na harmoniczne sygnały składowe
Dziedzina czasu – metoda opisu sygnału poprzez podanie wartości sygnału w każdej chwili czasowej
Dziedzina częstotliwości – metoda opisu sygnału poprzez podanie amplitud jego kolejnych harmonicznych
Harmoniczna – sygnał harmoniczny będący częścią składową danego sygnału. Częstotliwości kolejnych harmonicznych sygnału okresowego są wielokrotnością częstotliwości podstawowej równej odwrotności okresu sygnału.
Sygnał harmoniczny – sygnał, którego wartość w dziedzinie czasu można przedstawić jako obraz jednostajnego ruchu punktu po okręgu lub jednostajnego obrotu wektora wodzącego.
Sygnał okresowy – sygnał posiadający okres, czyli czas, po którym wartość sygnału się powtarza
Sygnał prostokątny – sygnał okresowy, który naprzemiennie przyjmuje tylko dwie wartości, przy czym zmiana następuje w połowie okresu. Przykład sygnału cyfrowego, binarnego.
Wektor wodzący – wektor zaczepiony w punkcie odniesienia i zakończony w punkcie, którego ruch śledzimy
Widmo (lub spektrum) sygnału – rozkład amplitud kolejnych harmonicznych sygnału
Materiały dodatkowe
- Animacja obrazująca sumowanie czterech pierwszych niezerowych harmonicznych sygnału prostokątnego (tytuł filmu: Fourier Series Square Wave), https://www.youtube.com/watch?v=cUD1gMAl6W4.
- Program do analizy widmowej dźwięku z mikrofonu. Generuje tzw. spektrogram, czyli pokazuje w czasie rzeczywistym rozkład częstotliwości w rejestrowanym przez mikrofon dźwięku. Oś pozioma reprezentuje czas pobrania próbki dźwiękowej (obraz dynamicznie przesuwa się w kierunku poziomym), zaś oś pionowa – częstotliwość. Kolor odpowiada amplitudzie danej harmonicznej (czerwony – duża amplituda, niebieski - mała). Ponieważ nie podano skali na osiach oraz ilościowego przypisania koloru do amplitud, spektrogram ma charakter wyłącznie poglądowy. Podkreślmy także, że obraz sygnału jest tu przedstawiany w dziedzinie częstotliwości, ale dla ciągle zmieniających się próbek czasowych, https://musiclab.chromeexperiments.com/Spectrogram/.
***
Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" zrealizowany przez Ministerstwo Cyfryzacji we współpracy z Instytutem Łączności - Państwowym Instytutem Badawczym w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa Działanie 3.4. Cel kampanii to zwiększenie świadomości Polaków w zakresie działania, wykorzystania, bezpieczeństwa i znaczenia mobilnych sieci telekomunikacyjnych, a tym samym usług (w tym publicznych) opartych o te sieci. W ramach projektu zrealizowane zostały działania w następujących obszarach: walka z dezinformacją, edukacja, podstawy prawne procesu inwestycyjnego, bezpieczeństwo i jakość życia.
Podobne kursy
Fizyka
Grawitacja i elementy astronomii – bliskie i nieco dalsze kosmiczne sąsiedztwo Ziemi
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs omawia podstawowe prawa dotyczące zagadnienia grawitacji.
Fizyka
Ruch punktu materialnego – opis ruchu postępowego oraz jego przyczyn
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Kurs dotyczy podstawowych zagadnień z zakresu kinematyki oraz dynamiki punktu materialnego. Poznaj zasady dynamiki Newtona i naucz się wykorzystywać narzędzia technologii informacyjnej podczas rozwiązywania zadań z fizyki.
Fizyka
Mechanika bryły sztywnej – co się dzieje, gdy ciało się obraca
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest przekazanie uczestnikom wiedzy z zakresu ruchu obrotowego bryły sztywnej.
Fizyka
Energia mechaniczna – o tym, że aby mieć coś trzeba się napracować
Szkoła podstawowa, Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników z definicją pracy i jej związkiem z różnymi rodzajami energii mechanicznej.
Fizyka
Grawitacja – o oddziaływaniu między masami
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie ze zjawiskami, których przyczyną jest siła oddziaływania grawitacyjnego.
Fizyka
Termodynamika – co się dzieje we wnętrzu substancji, gdy ją ogrzewamy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs przekazuje uczestnikom wiedzę z zakresu zjawisk cieplnych.
Fizyka
Ruch harmoniczny i fale mechaniczne – jak to się dzieje, że słyszymy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników z zagadnieniami związanymi z ruchem drgającym, zjawiskami falowymi oraz z wiadomościami dotyczącymi zjawisk charakterystycznych dla fal dźwiękowych.
Fizyka
Pole elektryczne – czy da się schwytać pioruny
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Celem kursu jest zapoznanie uczestników ze zjawiskami zachodzącymi podczas elektryzowania ciał.
Fizyka
Prąd stały – dlaczego świeci żarówka?
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs przekazuje uczestnikom wiedzę dotyczącą prądu stałego.
Fizyka
Magnetyzm, indukcja magnetyczna – jak elektrownie „robią” prąd
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kursu omawia wiadomości z zakresu pola magnetycznego oraz indukcji magnetycznej.
Fizyka
Optyka i kwanty promieniowania – jak to się dzieje, że widzimy
Szkoła ponadpodstawowa, Nauczyciele
Kurs ma na celu przekazanie uczestnikom wiedzy o świetle.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 1 – Przesyłanie informacji
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z różnymi postaciami informacji oraz jej przesyłania.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 2 – Pole elektromagnetyczne jako nośnik informacji
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Zaznajomienie ucznia z możliwymi zastosowaniami pola elektromagnetycznego (EM) w zakresie przesyłania informacji.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 3 – Ruch falowy
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć dotyczących ruchu falowego.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 4 – Widmo sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z widmową analizą sygnałów.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 5 – Filtracja sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych pojęć związanych z filtracją sygnałów.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 6 – Fale elektromagnetyczne i przeszkody
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowych informacji na temat zjawisk towarzyszących rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych w środowisku z przeszkodami materialnymi.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 7 – Modulacja amplitudowa - AM
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji modulacji amplitudowej fali nośnej (AM).
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 8 – Modulacja fazowa i częstotliwościowa
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji modulacji fazowej (PM) i częstotliwościowej (FM) fali nośnej.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 9 – Zastosowania modulacji sygnału
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie zastosowań modulacji sygnału oraz metod formowania sygnału modulującego.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 10 – Sieć komórkowa
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie podstawowej koncepcji sieci komórkowej i jej funkcjonowania.
Fizyka
Pole i fale. Lekcja 11 – Pole elektromagnetyczne a zdrowie
Szkoła podstawowa, Nauczyciele
Przedstawienie zagadnień dotyczących wpływu pola elektromagnetycznego na organizmy żywe, w tym człowieka.
Informacje o kursie
