
- •Федеральное агентство связи
- •Работа № 1. Сигналы и их спектры Исполнитель Иванов и.И. Гр. Икт-100 (10.07.12)
- •1. Исследование зависимости спектра сигнала от его формы.
- •А б
- •1. Исследование сигналов
- •Работа 1. Сигналы и их спектры
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 2. Аналитический сигнал
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 3. Дискретизация и восстановление сигналов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 4. Модулированные сигналы
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Работа 5. Ортогональность сигналов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •2. Нелинейные преобразования сигналов
- •А) б) в)
- •Г) д)
- •Характеристик нп Работа 6. Преобразование сигналов в нелинейных цепях
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 7. Нелинейное усиление и умножение частоты
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Работа 8. Амплитудная модуляция
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Контрольные вопросы
- •Работа 9. Детектирование ам сигналов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Работа 10. Преобразование частоты сигналов на нелинейной основе
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Параметрические преобразования сигналов
- •Работа 11. Линейные виды модуляции
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 12. Преобразование частоты на параметрической основе
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Работа 13. Детектирование фм и чм сигналов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Системы передачи дискретных сообщений
- •Работа 14. Знакомство с системой пдс
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Контрольные вопросы
- •Работа 15. Исследование когерентных демодуляторов
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 16. Исследование некогерентных демодуляторов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Работа 17. Исследование помехоустойчивости спдс
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Контрольные вопросы
- •Работа 18. Помехоустойчивое кодирование в спдс
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Статистическая радиотехника
- •Работа 19. Законы распределения случайных процессов
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Контрольные вопросы
- •Работа 20. Прохождение случайных процессов через фу
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Контрольные вопросы
- •Работа 21. Детектор огибающей сигнала
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Работа 22. Согласованная фильтрация сигналов
- •З Рис. 40. Набор сф Рис. 41. Двоичный тф Рис. 42. Аналоговый тФадание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Контрольные вопросы
- •Цифровые виды модуляции в системах связи
- •Работа 23. Передача непрерывных сообщений по цифровому каналу
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 24. Исследование ацп и цап
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 25. Исследование сигналов с фм и офм
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 26. Исследование сигналов с фм-4 (qpsk и oqpsk)
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 27. Исследование сигналов с фм-16
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 28. Исследование сигналов с кам-16 (qask и spm)
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Работа 29. Исследование сверточного кодирования, цм и скк
- •З Рис. 54. Форма с решетчатой диаграммой выживших путей декодера Витербиадание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Создание и выполнение альтернативных лабораторных работ
- •Перечень ресурсов виртуальной лаборатории
- •Пример оформления отчета в редакторе ms Word с использованием скриншотов и других файлов, записанных в лаборатории на дискету или флешку
- •Литература
- •Содержание
Задание 5
Исследуйте изменения функций корреляции и спектров процессов после прохождения ими фильтров разных типов. Для этого замените осциллограф коррелометром и анализатор уровней анализатором спектра (пункты меню «Приборы» / «Коррелометр, Анализатор спектра и ИЧХ»).
Установите в качестве исходного процесса нормальный шум N2(t) с Uэфф = 0,3 В. Наблюдайте и зафиксируйте функции корреляции и нормированные энергетические спектры процессов (пункты меню «Параметры АС» / «Энергетический спектр и АЧХ») в следующем порядке по каналам:
1) исходный нормальный шум N2(t) (т. 1),
2) процесс из п.1 после прохождения через
идеальный ФНЧ с Fв = 10 кГц (т. 3),
3) аналогично п.2 процесс на выходе
идеального ФНЧ с Fв = 2 кГц (т. 3),
4) аналогично п.2 процесс на выходе
идеального ПФ с Fo = 10 кГц и dF = 2 кГц (т. 5).
Обратите внимание на различия в функциях корреляции наблюдаемых процессов и их связь со спектрами.
Зафиксируйте схему исследования и сделайте выводы по результатам наблюдений.
Комментарии и выводы
Нормированная корреляционная функция (НКФ) – коэффициент корреляции модели СП в виде белого шума мало отличается от 0 на всей оси t, кроме начальной точки, в которой R(0) = 1. Это соответствует теории, согласно которой корреляционная функция СП типа «белый шум» описывается дельта-функцией.
При пропускании белого шума через идеальный ФНЧ получаем модель СП в виде квазибелого шума. Форма его НКФ близка к функции типа sin(2пFt)/2пFt, где F – ширина спектра квазибелого шума, что соответствует теории. Время корреляции, определяемое по первому «нулю» НКФ, равно 1/2F.
При пропускании белого шума через идеальный ПФ получаем модель СП в виде узкополосного процесса. Форма его НКФ имеет вид квазигармонического колебания с частотой, равной средней частоте полосы пропускания ПФ, а огибающая принимает нулевые значения через интервалы 1/2F, где 2F – ширина полосы пропускания ПФ.
Связи между энергетическим спектром G(f) и функцией корреляции B(τ) СП описываются теоремой Винера-Хинчина:
,
.
Аналитические выражения характеристик квазибелого шума:
1) энергетический спектр G(f) = N = 0,5NО в полосе частот (-F, +F) и N = 0 за её пределами;
2) корреляционная функция
.
Контрольные вопросы
Как можно вычислить плотность вероятности реакции w(y) безынерционной цепи по известным w(x) и y = f(x)?
Как можно вычислить математическое ожидание реакции безынерционной цепи на случайное воздействие X(t)?
Как можно вычислить дисперсию реакции безынерционной цепи на случайное воздействие X(t)?
Как можно вычислить функцию корреляции реакции безынерционной цепи на случайное воздействие X(t)?
Как изменяется распределение нормального СП при его прохождении через линейную цепь?
Как изменяется произвольное распределение СП при его прохождении через узкополосный фильтр?
Огибающая случайного процесса – это …?
Фаза случайного процесса – это …?
Аналитический случайный процесс – это …?
Напишите выражение для математического ожидания аналитического СП.
Напишите выражение для дисперсии аналитического СП.
Напишите выражение для функции корреляции аналитического СП.
Каким условиям удовлетворяет стационарный аналитический процесс?
Каково распределение огибающей центрированного нормального СП?
Каково распределение фазы центрированного нормального СП?
Какой процесс имеет распределение огибающей
?
Какой процесс имеет равномерное распределение фазы?
Каково распределение огибающей суммы центрированного нормального СП и гармонического сигнала?
Какой процесс имеет распределение огибающей
?
Какое распределение имеет реакция амплитудного детектора на центрированный нормальный СП?
Какое распределение имеет реакция амплитудного детектора на сумму центрированного нормального СП и гармонического сигнала?
Какое распределение имеет реакция фазового детектора на центрированный нормальный СП?
При прохождении через какие ФУ наблюдается нормализация распределения «белого шума»?
Нарисуйте подходящие для узкополосного СП осциллограммы его реализации.
Определите мощность СП с энергетическим спектром GO = 20 мВ2/Гц на выходе идеального ПФ с шириной полосы пропускания 1 кГц.
Определите эффективное значение напряжения СП с энергетическим спектром GO = 10 мВ2/Гц на выходе.