
- •С. И. Малинин Радиотехнические цепи и сигналы
- •Введение
- •1. Детерминированные радиотехнические сигналы
- •1.1. Основные задачи, решаемые радиотехникой
- •1.2. Элементы обобщенной теории сигналов
- •Математические модели сигналов
- •Математические модели детерминированных сигналов
- •Энергетический метод определения эффективной длительности сигнала
- •1.3. Спектральные характеристики сигналов
- •Спектральный анализ периодических сигналов
- •Ширина спектра
- •Распределение мощности сигнала по гармоникам
- •Спектральный анализ непериодических сигналов
- •Физический смысл спектральной плотности
- •Условие существования преобразования Фурье
- •Энергетический спектр непериодического сигнала
- •Ширина спектра непериодического сигнала
- •База непериодического сигнала
- •3. В формулу фазового спектра одиночного импульса вместо текущей частоты ω подставить текущую частоту nω1, и по формуле
- •Связь между преобразованием сигналов и спектров
- •1.4. Дискретизация сигналов. Теорема отсчетов. Сигналы с ограниченными и полосовыми спектрами
- •Сигналы с полосовыми спектрами
- •Теорема отсчетов в частотной области
- •1.5. Корреляционные характеристики сигналов
- •Теорема о спектре произведения сигналов
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 1
- •2. Модулированные сигналы
- •2.1. Временное и спектральное представления сигналов с амплитудной модуляцией
- •Тонально-амплитудная модуляция (там)
- •Спектр сигнала при тональной амплитудной модуляции
- •Энергетические соотношения сигнала при там
- •Многотональная амплитудная модуляция
- •Радиоимпульс
- •Спектр радиоимпульса
- •2.2. Временное и спектральное представления сигналов с угловой модуляцией
- •Тональная угловая модуляция
- •Спектр сигнала при тонально-угловой модуляции
- •Построение спектра тонально-угловой модуляции
- •Энергетические характеристики сигналов ум
- •Сигналы с обобщенной модуляцией
- •2.3. Разновидности модулированных сигналов
- •Спектры манипулированных сигналов Амплитудно-манипулированный сигнал
- •С t 0пектральная плотность последовательности прямоугольных импульсов
- •Амплитудно-импульсная манипуляция
- •Амплитудная импульсная модуляция
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 2
- •3. Случайные сигналы
- •3.1. Вероятностные характеристики случайных сигналов
- •Экспоненциальный закон
- •Релеевский закон
- •Основные положения ковариационной теории
- •Корреляционная функция
- •Стационарность и эргодичность процессов
- •3.2. Корреляционный и спектральный анализы случайных сигналов
- •Теорема Винера – Хинчина
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 3
- •4. Линейные цепи
- •4.1. Частотные и временные характеристики линейных цепей
- •Дельта-функция как пример пробного сигнала
- •4.2. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 4
- •5. Преобразования характеристик случайного сигнала в линейной цепи
- •5.1. Спектральная характеристика мощности и корреляционная функция случайного процесса на выходе цепи
- •Гармонические колебания со случайной амплитудой
- •Гармонические колебания со случайной фазой
- •5.2. Нормирование случайных процессов в узкополосных линейных цепях
- •Комплексный случайный процесс
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 5
- •6. Аналоговая фильтрация сигналов
- •6.1. Согласованная фильтрация детерминированного сигнала
- •6.2. Оптимальная фильтрация случайного сигнала
- •Оценка реализуемости согласованного фильтра
- •Сигнал и помеха на выходе согласованного фильтра
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 6
- •7. Нелинейные цепи
- •7.1. Преобразования радиосигналов в нелинейных цепях
- •Модели нелинейных элементов
- •Безынерционные нелинейные четырехполюсники
- •Нелинейная емкость
- •Нелинейная индуктивность
- •Аналог цепей с безынерционными элементами
- •Графический метод анализа
- •Графоаналитический метод
- •Численные методы
- •7.2. Формирование и демодуляция радиосигналов. Преобразование частоты
- •Умножение частоты
- •Амплитудная модуляция
- •Детектирование ам-колебаний
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 7
- •8. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний
- •8.1. Автоколебательная система
- •8.2. Самовозбуждение lc - автогенератора гармонических колебаний
- •8.3. Анализ стационарного режима автогенератора методом гармонической линеаризации
- •Графический метод анализа стационарного режима
- •Анализ автоколебаний методом уравнений состояния
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 8
- •9. Параметрические цепи
- •9.1. Общие понятия о параметрических цепях
- •9.2. Импульсная характеристика и передаточная функция параметрической цепи
- •Энергетика цепей с параметрическими реактивными элементами
- •9.3. Параметрический резонанс
- •Баланс мощностей в параметрических цепях
- •Параметрические усилители
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 9
- •10. Воздействия случайных колебаний на нелинейные и параметрические цепи
- •10.1. Преобразование нормального процесса в безынерционных нелинейных цепях
- •Воздействие гауссовского процесса на элемент с
- •Воздействие узкополосного шума на амплитудный детектор
- •Линейное детектирование. Детектирование высокочастотного колебания с большой амплитудой.
- •Квадратичный детектор
- •10.2. Совместное воздействие гармонического сигнала и гауссовского шума на амплитудный и частотный детекторы
- •Линейный детектор
- •Квадратичный детектор
- •Совместное воздействие гармонического сигнала и нормального шума на частотный детектор
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 10
- •11. Дискретная фильтрация сигналов
- •11.1. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров
- •Спектр дискретного сигнала
- •11.2. Использование дискретного преобразования Фурье и метода z-преобразования в анализе дискретных фильтров Алгоритм быстрого преобразования Фурье
- •Основы реализации цифровых фильтров
- •Структурная схема построения нерекурсивного (трансверсального) цф
- •Структурная схема построения рекурсивного цф
- •Каноническая схема реализации рекурсивного цф
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 11
- •12. Основы синтеза аналоговых и дискретных фильтров
- •Синтез по заданной импульсной характеристики аналогового прототипа g(t)
- •Синтез цф по заданной частотной характеристике k(jω) (или операторного коэффициента передачи k(p))
- •Учет погрешности цифровой фильтрации из-за квантования сигнала по уровням
- •Вопросы для самопроверки
- •Тест № 12
- •Заключение
- •Библиографический список Основной:
- •Дополнительный:
- •Правильные ответы на тренировочные тесты текущего контроля
- •Малинин Сергей Иванович радиотехнические цепи и сигналы Конспект лекций
Вопросы для самопроверки
1. Каким распределением обладает напряжение шума на выходе линейного детектора?
2. В чем сходство и отличие в спектрах на выходах квадратичного и линейного детекторов?
3. Каково сходство и отличие в отношениях сигнал/шум для линейного и квадратичного детекторов при слабом и сильном сигналах?
4. Чего можно добиться увеличением индекса угловой модуляции в отношении сигнал/шум в частотном детекторе, по сравнению с величиной сигнал/шум в амплитудном детекторе?
Тест № 10
1. Спектр случайного узкополосного процесса на выходе безынерционного нелинейного элемента:
a. Существенно отличается от спектра на входе и имеет 3 составляющие: первое слагаемое (дискретное) соответствует постоянной составляющей выходного колебания, второе – низкочастотной составляющей, спектр которой примыкает к нулевой частоте, третье – высокочастотной составляющей со спектром, группирующимся вблизи частоты 20;
b. Несущественно отличается от спектра на входе и имеет 1 составляющую со спектром, группирующимся вблизи частоты 20;
c. Несущественно отличается от спектра на входе и имеет 1 составляющую со спектром, группирующимся вблизи частоты 0;
d. Существенно отличается от спектра на входе и имеет 2 составляющие: первое слагаемое (дискретное) соответствует постоянной составляющей выходного колебания, второе – низкочастотной составляющей, спектр которой примыкает к нулевой частоте.
2. Ширина выходного спектра при воздействии узкополосного шума на амплитудный линейный детектор:
a. В 2 раза больше ширины входного спектра. Линейный амплитудный детектор воспроизводит огибающую узкополосного колебания, независимо от особенностей структуры его спектра;
b.
В
раз
больше ширины входного спектра. Линейный
амплитудный детектор воспроизводит
огибающую узкополосного колебания в
зависимости от особенностей структуры
его спектра;
c.
В
раз
меньше ширины входного спектра. Линейный
амплитудный детектор воспроизводит
огибающую узкополосного колебания,
независимо от особенностей структуры
его спектра;
d.
В
раз
больше ширины входного спектра. Линейный
амплитудный детектор воспроизводит
огибающую узкополосного колебания,
независимо от особенностей структуры
его спектра.
3. При воздействии узкополосного шума на амплитудный линейный или квадратичный детектор спектры на выходах квадратичного и линейного детекторов:
a. Различны по форме. Сам сигнал на выходе отличается от сигнала на входе только масштабом оси ординат;
b. Одинаковы по форме, отличаются только масштабом оси ординат. Сам сигнал на выходе не отличается от сигнала на входе;
c. Различны по форме. Сам сигнал на выходе отличается от сигнала на входе;
d. Одинаковы по форме, отличаются только масштабом оси ординат. Сам сигнал на выходе отличается от сигнала на входе.
4. При совместном воздействии гармонического сигнала и гауссового шума на амплитудный детектор при слабом сигнале детекторы ведут себя:
a. Одинаково: отношение сигнал/шум на выходе пропорционально квадрату отношения сигнал/шум на входе. При сильном сигнале отношение сигнал/шум на выходе квадратичного детектора в 4 раза меньше, чем у линейного;
b. Одинаково: отношение сигнал/шум на выходе пропорционально квадрату отношения сигнал/шум на входе. При сильном сигнале отношение сигнал/шум на выходе квадратичного детектора в 4 раза больше, чем у линейного;
c. Одинаково: отношение сигнал/шум на выходе пропорционально отношению сигнал/шум на входе. При сильном сигнале отношение сигнал/шум на выходе квадратичного детектора в 4 раза меньше, чем у линейного;
d. По-разному: отношение сигнал/шум на выходе линейного детектора пропорционально отношению сигнал/шум на входе, а квадратичного - квадрату отношения. При сильном сигнале отношение сигнал/шум на выходе квадратичного детектора в 4 раза меньше, чем у линейного.
5. При совместном воздействии гармонического сигнала и нормального шума на частотный детектор:
a. Увеличением индекса угловой модуляции нельзя получить выигрыш в величине сигнал/шум в частотном детекторе по сравнению с величиной сигнал/шум в амплитудном детекторе;
b. Увеличивая индекс угловой модуляции, можно получить большой выигрыш в величине сигнал/шум в частотном детекторе по сравнению с величиной сигнал/шум в амплитудном детекторе;
c. Уменьшая индекс угловой модуляции, можно получить большой выигрыш в величине сигнал/шум в частотном детекторе по сравнению с величиной сигнал/шум в амплитудном детекторе;
d. Увеличивая коэффициент модуляции, можно получить большой выигрыш в величине сигнал/шум в частотном детекторе по сравнению с величиной сигнал/шум в амплитудном детекторе.