16. Преобразование детерм. И случ. Сигналов в линейных цепях.
1.ФНЧ
– это схема, передающая без значительных изменений сигналы нижних частот, а на высоких частотах выходной сигнал меньше входного по амплитуде и запаздывает по фазе относительно входных сигналов. Наиболее сильно интегрирующие свойства проявляются на частотах f>fср. При импульсном воздействии на заданной частоте ФНЧ ведет себя как интегрирующая цепь. При понижении частоты форма выходного сигнала приближается к форме входного; при увеличении – коэффициент усиления понижается, поэтому фильтр не пропускает высокие частоты. Реализация ФНЧ может быть разнообразной, включая электронные схемы, программные алгоритмы, акустические барьеры, механические системы и т.д. Например, электронные фильтры нижних частот используются для подавления пульсаций напряжения на выходе выпрямителей переменного тока, для разделения частотных полос в акустических системах, в системах передачи данных для подавления высокочастотных помех и ограничения спектра сигнала. Также, радиопередатчики используют низкочастотные фильтры для блокировки гармонических излучений, которые могут взаимодействовать с низкочастотным полезным сигналом и создавать помехи другим радиоэлектронным средствам и т.д.
2.ФВЧ
– схема, передающая без изменений сигналы высоких частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов и опережение их по фазе относительно входных сигналов. При импульсном воздействии заданной частоты ФВЧ ведёт себя как дифференцирующая цепь. При повышении частоты форма выходного сигнала приближается к форме входного; при понижении длительность импульсов сильно укорачивается. Применение: часто используется в обработке аудио сигналов. Ещё одно важное применение ФВЧ - устранение постоянной составляющей сигнала, для чего частоту среза выбирают очень низкой. Также используются в обработке изображений (для определения границ).
3.Мост Вина
представляет собой последовательно соединённые ФНЧ и ФВЧ, дополненные омическим делителем. АЧХ на fср имеет минимум. Режекторный фильтр – фильтр, имеющий полосу задержания, расположеную между двумя полосами пропускания. Такой фильтр позволяет подавлять сильные гармонические помехи, вырезая из спектра полезного сигнала сравнительно узкую полосу частот и пропуская все остальные составляющие спектра без ослабления На частоте среза сдвиг фаз меняется на противоположный (на 180о). Погрешность не превысила 2% (получилась 0,08%). Применение: для построения автогенераторов, обладающих удовлетворительной стабильностью и диапазоном генерируемых частот, иногда применяется в кач-ве фильтра. Автогенератор на основе моста Вина – в сущности операционный усилитель, охваченный частотно-зависимой положительной обратной связью.
17.ЧМ – сигналы, их временное и спектральное представление. Детектирование ЧМ – сигналов.
2. ЧМ - сигналы, спектральный анализ
при
Из выражения следует, что спектр ЧМ – сигнала, при малом коэффициенте модуляции ( ), повторяет спектр АМ – сигнала.
,
- девиация частоты
- общий случай
Для
того чтобы получить спектр ЧМ – сигнала,
вернемся к частному случаю
- индекс ЧМ
и
- разложение по системе Бесселевых
функций
Для
величины
амплитуды составляющих спектра
становиться настолько малыми, что ими
можно пренебречь, поэтому ширина спектра
ЧМ – сигнала может быть ограничена той
полосой частот, в пределах которых
амплитуды составляющих
превышают
на
,
где
- наибольшее значение амплитуды боковой
частоты,
выбирается в пределах -
Определяется,
таким образом, полоса частот называемая
действительной шириной спектра ЧМ –
сигнала, обозначается -
.
Пусть
n
– число
спектральных линий в каждой боковой
полосе, а коэффициент
.
Тогда интервалы между спектральными
линиями будут определяться частотой
Если
теперь с помощью Бесселевых функций
для заданного
найти n,
то получиться зависимость
- индекс модуляции
1)
,
- каждая боковая полоса состоит из одной
линии
- узкополостная
ЧМ
2)
,
Ширина спектра не зависит от спектра модулирующей функции и равна удвоенной девиации частоты, это означает, что ЧМ широкополостная (помехоустойчивость).
Чем
выше
,
тем лучше помехоустойчивость.
