Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора 2012.doc
Скачиваний:
25
Добавлен:
07.09.2019
Размер:
4.18 Mб
Скачать

19. Разложение по системе тригонометрических функций. Обобщённый ряд Фурье.

Разложение сигнала по системе тригонометрических функций. {coskωt; sinkωt} – система базисных функции.

- упрощение сигнала с помощью ряда Фурье.

Ряд Фурье — представление произвольной функции   с периодом   в виде ряда

Этот ряд может быть также переписан в виде

где

А — амплитуда k-го гармонического колебания,

2пк/т — круговая частота гармонического колебания,

тетта — начальная фаза k-го колебания,

fк — k-я комплексная амплитуда

В более общем виде рядом Фурье элемента гильбертова пространства называется разложение этого элемента по ортогональному базису. Существует множество систем ортогональных функцийУолша, Лагера, Котельникова и др.

Разложение функции в ряд Фурье является мощным инструментом при решении самых разных задач благодаря тому, что ряд Фурье прозрачным образом ведёт себя придифференцированииинтегрировании, сдвиге функции по аргументу и свёртке функций.

20. Модуляция. Несущий и модулирующий сигнал. Аналоговая и импульсная модуляция. Виды аналоговой и импульсной модуляции.

Модуляцией называется, изменение характеристик сигналов x(t) в соответствии с изменением другого сигнала y(t). При модуляции: x(t) – модулируемый, несущий сигнал; y(t) – модулирующий, полученный сигнал – модулированный. Виды: 1.Амплитудная модуляция (изменяемым параметром является амплитуда); 2.Частотная (частота); 3.Фазовая модуляция (фаза); В зависимости от того какую форму имеет несущий сигнал, выделяют: 1) модуляцию непрерывного гармонического сигнала; 2) модуляцию импульсного сигнала. Модуляция непрерывного сигнала: В каналах связи с частотным уплотнением используются сигналы высоких несущих частот. Спектры сигналов в системах управления и связи, часто находятся в областях низких частот. Поэтому для организации передачи информации возникает необходимость в модуляции, т.е. введении переносчика для сигнала сообщения. В качестве несущего выступает гармонический сигнал: X(t)=Uм*cos0t0), где Uмамплитудная модуляция; ω0частотная модуляция; φ0фазовая модуляция, а 0t0) – угловая модуляция. Uм U; ω0→ω; φ φ0 Модуляция импульсных сигналов: В цифровых системах связи переносчиком информации выступает последовательность видеоимпульсов, основными характеристиками которой являются ампдитуда – Um, длительность импульса – τ, период последовательности – T. Чем больше скважность q (q=T/τ), тем меньше энергия импульсного сигнала по сравнению с энергией непрерывного сигнала (при равных амплитудах). Выражение для последовательности импульсов: , где r() – функция, описывающая форму одиночного импульса. Процесс изменения параметров импульсной последовательности сигнала переносчика называют импульсной модуляцией. В соответствии с параметрами импульсной последовательности изменяемыми при модуляции различают: амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), фазоимпульсную модуляцию (ФИМ), частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ), широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Амплитудно-импульсная модуляция – это модуляция, при которой изменяется амплитуда последовательности импульсов - переносчиков сигнала. Изменение амплитуды Um происходит в соответствии с модулирующим сигналом.

Демодуляция. Процесс выделения низкочастотного модулирующего сигнала из модулированного высокочастотного сигнала. Является процессом обратным модуляции. При непрерывной модуляции демодуляцию можно представить как процесс детектирования, который состоит из двух частей:

1. Создание низкочастотного сигнала, на основе модулированного высокочастотного – используются детекторы; 2. Отфильтрования полезного низкочастотного сигнала от высокочастотных колебаний с помощью – используются фильтры.

21. Амплитудная модуляция. Спектр амплитудно-модулированного сигнала. Обобщенная схема построения амплитудно-модулированного сигнала. При амплитудной модуляции гармонического сигнала воздействию подвергается его амплитуда, которая изменяется во времени в соотвестствии с передаваемым сигналом сообщения. Обобщенная схема формирования амплитудно-модулированного сигнала (АМС):

П ри амплитудной модуляции результирующий (амплитудно-модулированный) сигнал записывается в следующем виде: , где - предельное изменение низкочастотного модулирующего сигнала (амплитуда модулирующего сигнала); y(t) – функция модулирующего сигнала; = М – коэффициент (глубина) амплитудной модуляции. В качестве огибающего сигнала выступает,

модулирующий, в качестве заполняющего – несущий сигнал. Коэффициент модуляции принимают 0<М<1. В противном случае возникают искажения, называемые перемодуляцией. Кроме того, для неискаженной передачи необходимо, чтобы эффективная ширина спектра сигнала сообщения была мала по сравнению с частотой несущего сигнала:

- требование узкополосности, которое записывают в виде: . Если y(t) является гармоническим сигналом: y(t)=cos(ωt+Ф), то

Спектр АМС состоит из трех составляющих: несущей частоты ω0; с частотой ω0 и частотой ω0+Ω. Две последних гармоники называют боковыми полосами.

Таким образом, ширина спектра АМС равна

В общем случае, модулирующий сигнал может быть сложным, тогда ширина спектра АМС определяется

, где ωв - верхняя частота спектра модулирующего сигнала.

Мощность передатчика при АМ используется неэффективно. Для устранения этого недостатка применяют(АМ-ПН)-АМ с подавляющей несущей, которую также называют балансной модуляцией (БМ). Еще более эффективной разновидностью АМ является однополосная модуляция (ОМ), которая содержит одну боковую полосу на частоте (ω0). При ОМ вся мощность передатчика тратится на передачу «информационного» сигнала.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]