10.2. Описание лабораторного модуля
Лабораторная работа выполняется на многофункциональном лабораторном стенде с использованием модуля «Оптимальная фильтрация». В состав функционального модуля входят следующие блоки (рис.10.2):
Рис. 10.2. Лабораторный модуль «Оптимальная фильтрация»
- блок генерации сигнала Баркера размерностью 7 (см. табл. 10.1);
- блок формирования сигнала, задержанного относительно эталонного;
- генератор шума;
- сумматор, предназначенный для сложения эталонного сигнала с задержанным и зашумления смеси сигналов;
- оптимальный фильтр, состоящий из линии задержки, блока переключателей, задающих весовые коэффициенты фильтра и сумматора.
В составе лабораторного модуля имеются переключатели, позволяющие отключать задержанный сигнал и генератор шума от сумматора, гнезда, для снятия осциллограмм и подачи необходимых сигналов.
10.3. Задание для допуска к работе
Рассчитать сигнал на выходе согласованного фильтра. Вид сигнала задается преподавателем. В задание входит расчет импульсной и переходной характеристики фильтра, частотного коэффициента передачи, прохождение сигнала через фильтр.
10.4. Порядок выполнения работы
1. Исследование импульсной характеристики фильтра, согласованного с кодом Баркера. Включить многофункциональный лабораторный стенд, включить функциональный модуль «Оптимальный фильтр». Выставить с помощью тумблеров SA3...SA9 (рис. 10.2) на выходах линии задержки коэффициенты импульсной характеристики, полученные в результате расчета. Подать на вход линии задержки XS3 сигнал «Синхронизация» с выхода генератора кода Баркера XS1. Снять осциллограммы с выхода оптимального фильтра XS4. Проверить соответствие экспериментально полученной импульсной характеристики рассчетной.
2. Исследование переходной характеристики фильтра, согласованного с кодом Баркера. Подготовить приборы к работе аналогично п.1. Подать с генератора Г5-54 на вход линии задержки XS3 прямоугольный сигнал, у которого длительность положительного и отрицательного полупериодов составляет не менее 10 мкс. Снять осциллограммы с выхода оптимального фильтра XS4. Проверить соответствие экспериментально полученной переходной характеристики теоретической.
3. Оптимальная фильтрация одиночного сигнала. Подать на сумматор сигнал с выхода генератора кода Баркера. Источник второго сигнала и генератор шума должны быть отключены тумблерами SA1 и SA2. С выхода сумматора XS2 подать сигнал на вход оптимального фильтра XS3. Снять осциллограммы на входе и выходе оптимального фильтра (соответственно сигналы на выходах XS2 и XS4). Проверить соответствие экспериментально полученного отклика фильтра результатам, полученным теоретически.
4. Разрешение кодов Баркера. Включив тумблер SA1, подать на сумматор задержанный сигнал от источника задержанного сигнала. Выставляя различные интервалы задержки снять осциллограммы на входе и выходе оптимального фильтра.
5. Несогласованная обработка сигнала. Выставить переключатели весовых коэффициентов на выходе линии задержки в произвольное положение. Повторить пп.1-4.
10.5. Контрольные вопросы
1. Приведите критерии оптимальности, используемые при синтезе радиотехнических устройств.
2. Приведите аналитическую запись амплитудно-частотной характеристики оптимального фильтра.
3. Приведите аналитическую запись фазо-частотной характеристики оптимального фильтра.
4. В чем заключается физический смысл аналитических соотношений для амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик фильтра?
5. Дайте определение импульсной характеристики линейного четырехполюсника.
6. Дайте определение переходной характеристики линейного четырехполюсника.
7. Сформулируйте требования к импульсной характеристике оптимального фильтра.
8. Какая взаимосвязь существует между автокорреляционной функцией сигнала и сигналом на выходе оптимального фильтра?
9. Приведите причины применения сигналов с внутриимпульсной модуляцией.
10. Объясните метод вычисления сигнала на выходе оптимального фильтра.
СПИСОК ЛитературЫ
1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высш. шк., 1988.
2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986.
3. Теория электрической связи: Учебник для вузов/ А.Г.Зюко и др.; Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 1998.
4. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Руководство к решению задач. - М.: Высш. шк., 1983.
5. Радиотехнические цепи и сигналы. Примеры и задачи. Под общ. ред. И.С. Гоноровского. - М.: Радио и связь, 1989.
6. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. - М.: Сов. радио, 1971.
7. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. - М.: Сов. радио, 1969.
ДЛЯ ЗАМЕТОК
Учебное издание
ПЕРЕДРЕЕВ Анатолий Константинович
ХАФИЗОВ Ринат Гафиятуллович
РОЖЕНЦОВ Алексей Аркадьевич
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ
Лабораторный практикум
Редактор Л.С. Емельянова
Компьютерный набор А.А. Роженцов
Компьютерная верстка Р.Г. Хафизов
Корректор А.И. Смелова
Лицензия ЛР № 020302 от 28.02.97, ПЛД № 2018 от 06.10.99
Подписано в печать 15.06.01. Формат 60х84/16.
Бумага тип №3. Печать офсетная.
Усл.печ.л. 4,8. Уч.-изд.л. 3,8. Тираж 150 экз.
Заказ № С – 24
Марийский государственный технический университет