Φύλλο Εργασίας 1: Κατανόηση Χαρακτηριστικών Αναλογικού Σήματος με το Simulink
Στόχος Μαθήματος
Οι μαθητές θα κατανοήσουν τα βασικά χαρακτηριστικά ενός αναλογικού σήματος, όπως το πλάτος, η περίοδος και η συχνότητα, χρησιμοποιώντας το λογισμικό Simulink για τη δημιουργία και μελέτη του σήματος.
Εργαλεία
- Υπολογιστής με λειτουργικό σύστημα Windows 11
- MATLAB/Simulink εγκατεστημένο
- Έντυπο για καταγραφή παρατηρήσεων
Οδηγίες
- Δημιουργία Έργου στο Simulink
- Ανοίξτε το MATLAB και από το μενού επιλέξτε Simulink.
- Δημιουργήστε ένα νέο έργο και ονομάστε το π.χ. Αναλογικό Σήμα.
Κατασκευή Μοντέλου Αναλογικού Σήματος
- Από το παράθυρο Library Browser του Simulink, επιλέξτε την ενότητα Sources και προσθέστε ένα Sine Wave Block στο διάγραμμα.
- Προσθέστε ένα Scope Block από την ενότητα Sinks για να παρακολουθείτε την κυματομορφή.
Ρυθμίσεις Σηματοδοσίας
- Στο Sine Wave Block, κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε Parameters. Ρυθμίστε τις παραμέτρους ως εξής:
- Amplitude (Πλάτος): 1
- Frequency (Συχνότητα): 2 Hz
- Phase (Φάση): 0
Προσομοίωση του Σήματος
- Πατήστε Run για να ξεκινήσετε την προσομοίωση και παρακολουθήστε το σήμα στο Scope.
- Παρατηρήστε την κυματομορφή και καταγράψτε τις παρατηρήσεις σας για τα εξής:
- Πλάτος: Η μέγιστη απόσταση από τον άξονα x.
- Περίοδος: Ο χρόνος που χρειάζεται για να επαναληφθεί η κυματομορφή.
- Συχνότητα: Ο αριθμός των κύκλων ανά δευτερόλεπτο.
Δραστηριότητες
- Εξερεύνηση του Πλάτους
- Αλλάξτε το Amplitude στο Sine Wave Block από 1 σε 2 και καταγράψτε την αλλαγή στο Scope. Τι παρατηρείτε;
Εξερεύνηση της Συχνότητας
- Επαναφέρετε το πλάτος στο 1 και αυξήστε τη συχνότητα στα 4 Hz. Τι αλλαγές παρατηρείτε στην κυματομορφή;
Εξερεύνηση της Περιόδου
- Υπολογίστε την περίοδο του σήματος όταν η συχνότητα είναι 2 Hz και όταν είναι 4 Hz.
Σύγκριση και Συμπεράσματα
- Συγκρίνετε τις παρατηρήσεις σας και απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις:
- Πώς επηρεάζεται το πλάτος του σήματος από την αλλαγή της παραμέτρου Amplitude;
- Τι αλλαγές παρατηρείτε στην περίοδο και τη συχνότητα όταν αυξάνεται η τιμή της παραμέτρου Frequency;
Ερωτήσεις Αναστοχασμού
- Πώς θα περιγράφατε την έννοια της συχνότητας;
- Πώς θα επηρεάσει η αλλαγή της φάσης την κυματομορφή;
Καλή επιτυχία με την εξερεύνηση των σημάτων στο Simulink!