МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра аеронавігаційних систем
КУРСОВА РОБОТА
З дисципліни «Основи радіоелектронних систем»
Тема: РОЗРАХУНОК СПЕКТРІВ РАДІОТЕХНІЧНИХ СИГНАЛІВ
Варіант №4
Виконала:студентка ІАН 201 Григор’єва Олександра Олександрівна
Керівник: доцент Поліщук Сергій Тимофійович
Київ 2014
Зміст
Вступ…………………………………………………………………………………………3
1.Завдання……………………………………………………………………………………5
2.Теоретичні відомості……………………………………………………………………...7
2.1 Сигнали…………………………………………………………………………………..7
2.2 Спектральна щільність………………………………………………………………….9
2.3 Теорема Котельникова………………………………………………………………….11
2.4 АМ сигнали…………………………………………………………………
2.5 Частотнамодуляція………………………………………………………………………15
3. Розрахунок спектрів……………………………………………………………………….17
3.1 Математичне формулювання………………………………………………………….18 3.2 Розрахунок спектрів за допомогоютригонометричної форми перетворення
3.3 Комплексна форма перетворення Фур’є……………………………………………20
3.4 Спектральна щільність одиничного прямокутного імпульсу……………………...21
3.5 Спектр дискретних сигналів……………………………………………………………22
3.6 Спектр АМ-сигналів……………………………………………………………………..23
3.7 Спектр ЧМ-сигналів……………………………………………………………………24
Висновок……………………………………………………………………………………….25
Список використаної літератури…………………………………………………………26
Вступ
Електро́ніка — наука про взаємодію електронів з електромагнітними полями і про методи створення електронних приладів і пристроїв, в яких ця взаємодія використовується для перетворення електромагнітної енергії, в основному для передачі, обробки і зберігання інформації. Також електроніка — це галузь фізики та техніки, в якій досліджуються електронні процеси, що пов'язані з утворенням та керуванням руху вільних електронів та/або інших заряджених частинок в різноманітних середовищах (вакуум, тверде тіло, газ,плазма) та на їх границях, а також проблеми і методи розробки електронних приладів різного призначення.Електроніка грає провідну роль в науково-технічній революції. Впровадження електронних приладів в різні сфери людської діяльності значною мірою (частенько вирішальною) сприяє успішній розробці складних науково-технічних проблем, підвищенню продуктивності фізичної і розумової праці, поліпшенню економічних показників виробництва. На основі досягнень електроніки розвивається промисловість, що випускає електронну апаратуру для різних видів_зв'язку, автоматики,телебачення, радіолокації, обчислювальної техніки, систем управління технологічними процесами, приладобудування, а також апаратуру світлотехніки, інфрачервоної техніки, рентгенотехніки і ін.
В даній курсовій роботі ми будемо детально дізнаємося про таке : що таке сигнал , що спектральна щільність,теорему Котельникова, що таке АМ-сигнали та , що таке частота модуляції. Також ми будемо робити розрахунки спектрів за допомогою трибометричної форми перетворення Фур’є , найдемо спектральну щільність одиночного прямокутного імпульсу та спектр дискретних сигналів.
2.Теоретичні відомості
2.1 Сигнали
Сигна́л — зміна фізичної величини (наприклад, температури, тиску повітря, світлового потоку, сили струму тощо), що використовується для пересилання даних. Саме завдяки цій зміні сигнал може нести в собі якусь інформацію. Інше визначення: сигнал — фізичний процес, властивості якого визначаються взаємодією між матеріальним об'єктом та засобом його дослідження .
Класифікація сигналів
Модулювання сигналу. Демонстрація накладення низьких частот на сигнал-носій (високочастотний). Амплітудна (AM) і частотна (FM) модуляції.
За фізичною природою носія інформації:
механічний сигнал — сигнал у вигляді механічного діяння твердого тіла, у якого дієвою величиною є сила, момент сили абопереміщення;
електричний сигнал — сигнал у вигляді електричного діяння, дієвою величиною якого є сила струму або напруга;
радіосигнал — сигнал у вигляді діяння електромагнітного випромінювання, дієвою величиною якого є напруженість електричного поля або магнітного поля;
оптичний сигнал — сигнал у вигляді діяння оптичного випромінювання, дієвою величиною якого є потік випромінювання;
акустичний сигнал — сигнал у вигляді діяння звуку, дієвою величиною якого є звуковий тиск;
гідравлічний (пневматичний) сигнал — сигнал у вигляді механічного діяння рідини (газу), дієвою величиною якого є тиск.
За способом задання сигналу:
регулярні (детерміновані), задані аналітичною функцією;
нерегулярні (випадкові), які приймають довільні значення в будь-який момент часу. Для опису таких сигналів використовуються засоби теорії ймовірності;
Залежно від функції, що описує параметри сигналу, виділяють аналогові, дискретні, квантовані та цифрові сигнали.:
неперервні (аналогові), що описуються неперервною функцією;
дискретні, що описуються функцією відліків, взятих в певні моменти часу;
квантовані за рівнем;
дискретні сигнали, квантовані за рівнем (цифрові).
Аналоговий сигнал (АС)
Аналоговий сигнал
Більшість сигналів мають аналогову природу, тобто змінюються неперервно в часі і можуть набувати будь-який значень на певному інтервалі. Аналогові сигнали описуються деякою математичною функцією часу.
Приклад АС — гармонічний сигнал — s(t) = A·cos(ω·t + φ).
Дискретний сигнал
Дискретний сигнал
Дискретизація аналогового сигналу полягає в тому, що сигнал подається у вигляді послідовності значень, взятих в дискретні моменти часу. Ці значення називаються відліками.. Δt називається інтервалом дискретизації.
Квантований сигнал
Квантований сигнал
При квантуванні вся область значень сигналу розбивається на рівні. Відстань між цими рівнями називається кроком квантування Δ. Число цих рівнів рівне N (від 0 до N-1). Кожному рівню присвоюється деяке число. Відліки сигналу порівнюються з рівнями квантування і в якості сигналу вибирається число, що відповідає певному рівню квантування.
Цифровий сигнал
Цифровий сигнал
Для того щоб представити аналоговий сигнал послідовністю чисел скінченної розрядності, його потрібно спочатку перетворити в дискретний сигнал, а потім квантувати. В результаті сигнал буде представлений таки чином, що на кожному заданому часовому проміжку відоме приблизне (квантоване) значення сигналу, яке можна записати цілим числом. Якщо записати ці цілі числа удвійковій системі, отримається послідовність нулів і одиниць, яка і буде цифровим сигналом.
Модуляція сигнала
Модуляція (лат. modulatio — розміреність, ритмічність) — процес зміни одного або декількох параметрів високочастотного несного коливання за законом низькочастотного інформаційного сигналу (повідомлення).
Модуляція сигналу використовується для збільшення відстані передачі сигналу різними засобами передавання, підвищення завадозахищеності сигналу, нарощування пропускної спроможності каналів зв'язку тощо.