- •Случайные процессы
- •Дискретная случайная величина
- •Непрерывная случайная величина
- •Статистические характеристики случайной величины
- •Случайные процессы
- •Типы случайных процессов
- •Спектральная плотность мощности случайного процесса
- •Узко- и широкополосные случайные
- •Узкополосные случайные процессы
- •Нормальный закон распределения
- •Нормальный закон распределения
- •Нормальный закон распределения
- •Закон распределения Рэлея
- •Закон распределения Райса
- •Закон распределения и характеристики системы
- •Шумовые характеристики устройств
- •Преобразование характеристик случайного процесса в устройствах
- •Тепловой шум
- •Тепловой шум
- •Тепловой шум
- •Шумы устройств
- •Коэффициент шума
- •Эффективный тепловой шум
- •Шумовая температура
- •Коэффициент шума каскадно соединенных устройств
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Чувствительность приемника
- •Отношение (сигнал/шум) в характерных точках приемника
- •Контрольный вопрос
Случайные процессы
Дискретная случайная величина
x1 |
x2 |
x3 |
… |
xN |
|
p1 |
p2 |
p3 |
pN |
N
Pi 1 - условие нормировки
i 1
Непрерывная случайная величина
p(x)
|
x |
xмин |
xмакс |
xмакс |
|
p(x)dx 1 - условие нормировки
xмин
b |
- вероятность a x b |
p(x)dx 1 |
|
a |
|
Статистические характеристики случайной величины
xмакс |
- среднее значение |
x xp( x)dx |
|
xмин |
|
|
xмакс |
- средний квадрат |
x 2 x 2 p( x)dx |
||
|
xмин |
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 - |
средний квадрат квадрат |
|
x2 |
|
x x 2 |
|||||||
x 2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
флуктуаций, дисперсия |
|
|
|
|
|
- среднеквадратичное отклонение |
|||||
x |
x2 |
Случайные процессы
x |
реализации случайного y |
|
процесса |
t1 |
t2 |
t |
t |
|
|
||||
t1 |
t2 |
|||
|
|
p(x,t ) |
p(x,t2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
p(x,t |
) |
p(x,t2 ) |
||||||
1 |
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
Bx ( t1 ,t2 ) x( t1 )x( t2 )
Типы случайных процессов
случайные процессы
стационарные
эргодические
|
|
|
|
lim |
|
1 |
|
T / 2 |
|
|
|
|||
|
|
x |
|
|
|
|
|
xdx |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
p(x,t1) не зависит от t |
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
T |
|
T / 2 |
|
|
|
|||||
Bx (t1,t2 ) Bx (t2 |
t1) |
|
|
|
|
|
|
1 |
T / 2 |
|
|
|
||
|
|
2 |
lim |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
x |
|
dx |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
T T |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T / 2 |
|
|
|
Спектральная плотность мощности случайного процесса
Wx ( ) Bx ( )e j d
Bx ( ) |
1 |
Wx ( )e j d |
|
||
|
2 |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
1 |
|
|
Bx ( 0) |
|
x 2 |
Wx ( )d |
|||||
x 2 |
||||||||
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Узко- и широкополосные случайные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процессы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W0 |
|
|
|
Wx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ширкополосный |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
W0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 |
|
макс 2W0 |
|
fмакс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
- макс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
макс |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
узкополосный |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
W0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 |
2W0 f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
- 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
Узкополосные случайные процессы |
y |
t |
1 |
x |
2 > 1 |
Нормальный закон распределения |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
p( x) |
1 |
|
|
x x 2 |
|
|
|
|
t |
|
2 x |
exp |
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 x |
|
|
|
|
|
|
p(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
x=0.5 |
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
x=1 |
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
x=2 |
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
x |