Где f– верхняя частота среза фильтра;
целое число n – порядок фильтра.
Параметры выражения (10) подбираются эмпирически для достижения наилучшей фильтрации. Сигнал с выхода амплитудного фильтра переводится в частотную область с помощью прямого преобразования Фурье:

Далее применяется фильтрация нижних частот (12) и перевод сигнала во временную область (13) (обратное преобразование Фурье):


Выражение (13) описывает огибающую функцию сигнала на выходе амплитудного фильтра. Следующее выражение преобразует огибающую ht в последовательность униполярных прямоугольных импульсов:

где m – эмпирически подобранный параметр, зависящий от формы ht.
Таким образом, на выходе приемника получен отфильтрованный от помех сигнал с широтно-импульсной модуляцией в виде цифровых импульсов.
Задание
Таблица 1.
|
№ варианта |
Длительность импульса, τ |
Период импульса, Т |
Амплитуда импульса, А |
|
00 |
17 |
55 |
2 |
|
01 |
18 |
56 |
3 |
|
02 |
19 |
57 |
4 |
|
03 |
20 |
58 |
5 |
|
04 |
21 |
59 |
6 |
|
05 |
22 |
60 |
7 |
|
06 |
23 |
61 |
8 |
|
07 |
24 |
62 |
9 |
|
08 |
25 |
63 |
10 |
|
09 |
26 |
64 |
11 |
|
10 |
27 |
65 |
12 |
|
11 |
28 |
66 |
13 |
|
12 |
29 |
67 |
14 |
|
13 |
30 |
68 |
15 |
|
14 |
31 |
69 |
16 |
|
15 |
32 |
70 |
17 |
Вариант выполнения выбирается по двум последним цифрам зачетной книжки, если они не превышают числа 15. В противном случае необходимо разделить две последние цифры на 15 и в качестве номера варианта взять остаток от деления. Номера вариантов и вопросов приведены в таблице 1.
Например, две последние цифры 25, после деления на 15 получается остаток 10. Тогда номер варианта - 10, исходные данные τ = 27, Т=65, А=12.
Курсовая работа выполняется с использованием математических пакетов MathCad или Matlab.
Компьютерное моделирование
На данном этапе курсовой работы для построения графиков временных и спектральных диаграмм сигналов используются их вышеописанные математические модели.
С
начала
в передатчике формируется последовательность
прямоугольных униполярных импульсов,
длительность которых является функцией
от времени τ(t).
На рисунках 4, 5 и 6 изображены временные
и спектральные диаграммы длительности
импульсов и полученной моделирующей
функции.


![]()

Рис. 6. Спектральная
диаграмма моделирующей функции
Далее полученная моделирующая функция накладывается на высокочастотные колебания, в результате чего создается радиосигнал с широтно-импульсной модуляцией (рис.7, 8).



Рис. 8. Спектр
сигнала
Затем модулированный сигнал передается по каналу связи системы передачи информации, где происходит некоторое его затухание и искажение помехами. Этот процесс завершает этап формирования и передачи сигнала.
Итак, из линии связи в приемник поступает радиосигнал с широтно-импульсной модуляцией совместно с помехами (рис.9, 10).



Для фильтрации нижних частот сигнала полезно знать параметры помех. Параметр фильтра α зависит от формы спектра помехи (рис.11, 12).


При известном α можно приступать к высокочастотной фильтрации сигнала:


Т
ак
как в линии связи произошло некоторое
затухание полезного сигнала, то после
фильтрации необходимо увеличить
напряжение результирующих колебаний
(рис.15, 16).

Д
ля
дальнейшего преобразования сигнала
выделим положительные составляющие
амплитуды его колебаний, т.е. проведем
амплитудную фильтрацию. Полученный в
результате сигнал и его спектральная
диаграмма изображены на рисунках 17 и
18.

На рисунке 18 отображена частотная характеристика фильтра с порядком 1 – в полосу пропускания фильтра попадают только полезные нижние частоты до частоты среза.
Результат НЧ фильтрации отображен на рисунках 19 и 20.


Для представления ШИМ-сигнала в цифровом виде (в виде прямоугольных униполярных импульсов) необходимо преобразовать функцию ht в соответствии со следующим условием:
![]()

Полученная последовательность импульсов практически совпадает с исходной (рис.21), что говорит о высоком качестве фильтрации и преобразования сигнала. На рисунке 22 изображена спектральная диаграмма конечного сигнала. Такой спектр соответствует последовательности импульсов переменной длительности.

