Радиотехника 3 курс

1. Детерминированные и случайные сигналы. Способы описания.

Сигналом принято называть физический процесс (процесс изменения физического объекта или сферы), несущий информацию и пригодный для передачи на расстояние.

Детерминированный сигнал – сигнал, если возможно его точное предсказание в любой момент времени.

Случайный сигнал – сигнал, который нельзя предсказать в любой момент времени. Т.е. мгновенные значения являются случайными величинами.

S(t) = sin(5t+3)+delta // сигнал синусоидальный + шумы.

В любой системе присутствуют шумы. ем больше шумов, тем больше система относится к случайным сигналам.

Способы описания:

1. Описание разрывными функциями – деление сигнала на части, и описание каждой из частей математической функцией. т.е. разбитие сигнала на отдельные части, описываемые простейшими функциями (уравнением прямой, тригонометрической или экспоненциальными функциями), в различные моменты времени.

2. Динамическое описание сигнала функцией включения и дельта-функцией. Функция включения. В качестве элементарных сигналов используется ступенчатая функция возникающая через равные промежутки времени. Во втором методе используются прямоугольные сигналы одинаковой длительности.

3. Ортогональные сигналы и обобщенные ряды Фурье.

4. Спектральное представление сигналов

5. Ряды Фурье

2. Импульсные сигналы. Основные характеристики.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения. Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют Последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени

Параметры импульсов:

Фронт — начальная часть импульса, характеризующая нарастание информативного параметра.

Спад — информативный параметр падает до установленного значения.

Вершина — часть импульса, находящегося между передним и задним фронтами.

Амплитуда — наибольшее отклонение информативного параметра сигнала от установленного значения.

Длительность импульса Т1— отрезок времени, измеренный на уровне, соответствующему половине амплитуды.

Период повторения импульсов Т в импульсной последовательности — интервал времени между двумя соседними импульсами в импульсной последовательности.

Длительность фронта импульса — это время τF нарастания импульса от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, или время спада τB от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.

Среднее квадратичное значение импульса — значение постоянного напряжения, который за одинаковые промежутки времени при одинаковых значениях сопротивления выделяет такую же самую мощность.

Неравномерность вершины δ — разница значений в начале и в конце импульса.

Выброс на вершине b1— кратковременное отклонение сигнала на вершине импульса в начальной его части.

Выброс в паузе B2— кратковременное отклонение сигнала после завершения действия импульса.

1) Мгновенное значение импульсного сигнала(U(t)) аналогично синусоидальному можно определить c помощью приборов, представляющих форму сигнала. 2) Амплитудное значение Un характеризует наибольшее значение мгновенного напряжения в интервале периода Т. Период исследования импульного сигнала определяется по точкам на уровне 0,5 амплитуды.  3) Время нарастания переднего фронта tф+ -- интервал времени между точками, соответствующими 0,1Um и 0,9Um. Передний фронт харак-теризует степень нарастания сигнала, т.е. как быстро импульс от уровня 0 достигает Um. В идеале tф+ должно равняться нулю, но на практике никогда этот интервал не равен нулю, tф » 10 нС. 4) Время спада (заднего фронта) tф- определяется аналогично от уровня 0,1 до 0,9 у амплитуды, но на спаде импульса. Время заднего фронта, как и переднего, также конечно. Его стремятся уменьшить, поскольку спад влияет на длительность импульса tu. 5) Длительность импульса tu – интервал времени, определяемый на уровне 0,5 амплитуды от переднего до заднего фронта. Важное значение для сигнала имеет отношение периода следования импульса к длительности импульса, называемого скважностью. Чем выше скважность, тем большее число раз импульс ²укладывается² в период следования T/m = q. Частным случаем импульсного сигнала является ²меандр², у которого скважность q = 2. Скважность косвенно указывает на энергетическую характеристику сигнала: чем она больше, тем меньшую энергию за период переносит сигнал. Поскольку сигнал характеризуется различными уровнями напряжения для него также применяют: действующее значение напряжения, аналоговая форма; средневыпрямленное значение напряжения. Для прямоугольных сигналов эти величины оказываются равными. Часто рассматривают энергетическую характеристику - мощность сигнала. Мощность за период P определяется для прямоугольного сигнала как: , где Pu – мощность импульса, q – скважность Мощность импульса может достигать больших величин, при этом средняя мощность оставаться невысокой. Короткими импульсами с большой амплитудой проверяются устройства. 6) Коэффициент спада вершины Y =