Добавил:
lukovyeKoltsa
до поступления в лэти я 11 лет играл в подкидного на фофаны, а потом...
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:6 семестрик / 7 лабораторность / ртцс7лаба
.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ТОР
Отчет
по лабораторной работе №7
по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»
Тема: Оптимальная фильтрация сигналов
Студенты гр.3102 Косинцев П.А.
Каримов А.Р.
Шабанас Е.В.
Преподаватель Пышкин С.И.
Санкт-Петербург
2026
Цель работы: изучение принципов оптимальной и квазиоптимальной
фильтрации детерминированных сигналов на фоне белого шума.
Экспериментальное исследование характеристик согласованных фильтров для
сигналов различной формы (простых и сложных), а также анализ влияния
параметров фильтров на отношение сигнал/шум, разрешающую способность
и возможность скрытной передачи информации.
Обработка результатов исследований.
1. Графики сигналов и их корреляционные функции.
СКО
шума, В
С/Ш
вых
Прямоугольные
импульсы
Треугольные импульсы
ЛЧМ-
импульсы
Код
Баркера
1
2
3
4,5
0,9927
0,5554
0,5978
0,5746
1,606
1,796
Таблица 1 – Измеренные параметры исследуемых сигналов.
Рисунок 1 — Прямоугольный импульс. Рисунок 2 —КФ прямоугольного импульса.
Рисунок 3 — Треугольный импульс 1. Рисунок 4 — КФ треугольного импульса 1.
R
1
(τ)
Рисунок 5 — Треугольный импульс 2. Рисунок 6 — КФ треугольного импульса 2.
Рисунок 7 — Треугольный импульс 3. Рисунок 8 — КФ треугольного импульса 3.
Рисунок 9 — ЛЧМ-импульс.
А
м
п
л
и
т
у
д
а
,
В
R
1
(τ)
Рисунок 10 — КФ ЛЧМ-импульса.
Рисунок 11 — 13-элементый код Баркера. Рисунок 12 — КФ кода Баркера.
2. Исследование зависимости отношения сигнал/шум на выходе от
уровня шума на входе согласованного фильтра.
max
max
2
.
0
500
2
n
вых теор
n
f кГц
CKO шума
E полная энергия
Ef
СE
ШW
1) Прямоугольный импульс. Е = 20 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 13 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для прямоугольного импульса.
2) Треугольный импульс 1. Е = 6,667 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 14 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для треугольного импульса 1.
3) Треугольный импульс 2. Е = 6,667 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 15 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для треугольного импульса 2.
4) Треугольный импульс 3. Е = 6,667 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 16 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для треугольного импульса 3.
5) ЛЧМ-импульс. Е = 50 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 17 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для ЛЧМ-импульса.
6) 13-элементный код Баркера. Е = 65 ∙ 10
-6
Дж.
Рисунок 18 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от СКО
входного шума для кода Баркера.
3. Исследование квазиоптимальной фильтрации.
τ
,
мкс
СКО
вых
,
В
С/Ш
вых
Прямоуг.имп.
Треуг.имп.1
Треуг.имп.2
1
0,2039
4,903
4,513
4,295
6
0,087
11,09
7,913
6,75
12
0,062
13,09
7,945
7,043
18
0,0498
13,47
7,698
6,875
24
0,04317
13,1
7,128
6,489
30
0,039
12,49
6,708
6,164
Таблица 2 — Экспериментальных данные СКО и С/Швых от τ для трех сигналов.
1) Прямоугольный импульс.
Максимальное значение, характеризующего проигрыш согласованному
фильтру множителя, равно 0,9025, при этом данное значение достигается при
τ/T = 0,7959.
Рисунок 19 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от
постоянной времени RC-цепочки для прямоугольных импульсов.
2) Треугольные импульсы 1 и 2.
Максимальное значение, характеризующего проигрыш согласованному
фильтру множителя, равно 0,9841, при этом данное значение достигается при
τ/T = 0,4653.
6
6
11
0,4653 0,4653 20 10 9,31
T
опт
T
Pe
T
T мкс
6
2
1
0,7959 0,7959 20 10 15,9
T
опт
Pe
T
T
мкс
Рисунок 20 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от
постоянной времени RC-цепочки для треугольных импульсов 1.
Рисунок 21 — График зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от
постоянной времени RC-цепочки для треугольных импульсов 2.
Рисунок 22 — Графики зависимости отношения сигнал-шум на выходе фильтра от
постоянной времени RC-цепочки.
3. Исследование скрытной передачи сигнала.
Сигнал
С/Ш
вх
С/Ш
вых
ЛЧМ
1,433
10,31
Код Баркера
1,112
8,992
Таблица 3 — Экспериментальные данные для ЛЧМ-сигнала и кода Баркера.
1) ЛЧМ-импульс.
10,31
7,19 20
1,433
вых
э
вх
С
Ш
B
С
Ш
Значение базы сигнала равна 20, что больше, чем рассчитанное соотношение.
2) Код Баркера.
8,992
8,08 13
1,112
вых
э
вх
С
Ш
B
С
Ш
Значение базы сигнала равна 13, что больше, чем рассчитанное соотношение.
4. Исследование разрешающей способности по времени при
использовании сложных сигналов.
1) ЛЧМ-сигнал. B = 20.
100
16,67
6T
Значение базы сигнала немного больше рассчитанного соотношения.
2) Код Баркера. B = 13.
65
6,5
10T
Значение базы сигнала больше рассчитанного соотношения.
Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были изучены
принципы оптимальной фильтрации детерминированных сигналов, были
построены их графики и корреляционные функции. Экспериментальные
графики (Рис. 13–18) показали хорошее совпадение с теоретическими
кривыми, рассчитанными по формуле С/Ш
вых
=√(E/W
0
). Это подтверждает, что
выходное отношение сигнал/шум для согласованного фильтра зависит только
от энергии сигнала E и спектральной плотности мощности шума W
0
, но не от
Соседние файлы в папке 7 лабораторность