Экзамен 2021 / Билеты с ответами / 11 билет

1. Частотный детектор. Временные диаграммы и спектры сигналов на входе и выходе. СХД.

Назначение частотного детектора (ЧД) состоит в том, чтобы из ВЧ (высокочастотного) модулированного ЧМ (частотномодулированного) сигнала получить НЧ (низкочастотный) модулирующий сигнал.

ЧД преобразует ЧМ сигнал в амплитудно - частотно модулированный (АЧМ), который детектируется с помощью амплитудного детектора.

Идеальная характеристика является линейной  проходя через начало координат под углом a к оси абсцисс. Реальная характеристика имеет отклонение, которые приводят к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.

При увеличении частоты ЧМ сигнала, она приближается к резонансной частоте контура ?рез и амплитуда колебания uК(t) возрастает. При уменьшении частоты ЧМ сигнала, она удаляется от резонансной частоты контура и амплитуда uК(t) уменьшается. Таким образом, на выходе контура колебание представляет собой модулированный сигнал, у которого изменяется и частота амплитуда и частота (АЧМ сигнал). Затем данный сигнал детектируется амплитудным детектором.

СХД

Статическая характеристика детектора - зависимость постоянной составляющей тока диода I₀ от амплитуды входного ВЧ сигнала:

I₀ = f (U_m)

Получим выражение для СХД:

а) для слабых сигналов

i = aU_m² = ( U_вх= U_mcos₀t ) = aU_m²cos²₀t =

, следовательно

б) для сильных сигналов

I₀ = SU_m(1-cos)*₀() (8.6)

НА СЛУЧАЙ ЕСЛИ ПОПРОСИТ ПРЯМО ОООЧЕНЬ ГЛУБОКО РАССКАЗАТЬ =>

Расчет рабочего режима по СХД.

0. Выбираем линейный участок.

1. Определяем _max., _min , I_{max. ,}I_min.

2. Выбираем рабочую точку в середине линейного участка характеристики.

3. Определяем ₀ , I₀₀ 0.

4. Определяем допустимую девиацию частоты _max = (_max - _min)/2.

5. Определяем максимально допустимый индекс М_{ч макс} входного ЧМ сигнала для неискаженного детектирования М_{ч макс} = _max/, где  - модулирующая низкая частота.

6. Рассчитаем амплитуды первых четырех гармоник и коэффициент нелинейных искажений полезного сигнала. Для расчета вводим обозначения:

2. Оптимальный приемник двоичных сигналов на СФ

Оптимальный фильтр - это фильтр, обеспечивающий на выходе максимальное отношение мощности сигнала к мощности шума. Если помеха, поражающая сигнал, является белым шумом, то оптимальный фильтр называется - согласованным фильтром (СФ). Таким образом, если на вход СФ поступает сигнал u_c(t) в сумме с белым шумом x(t): z(t)=u_c(t)+x(t) то на выходе СФ получим максимальное отношение мощности сигнала к мощности шума.

Потенциальная помехоустойчивость такого приемника совпадает с помехоустойчивостью оптимального приемника.