2 Изменение масштаба во времени

3 Умножение сигнала на постоянный коэффициент

4 теорема запаздывания ; + запаздывание, - опережение

Пример .Задан прямоугольный импульс напряжения, имеющий амплитуду Е и длительность . Определить его спектральную плотность.

Р е ш е н и е. Поскольку- анализируемый прямоугольный импульс расположен на временном интервале –т_п/2, т_п/2, то, в соответствии с (2), получим

8) Теоре́маКоте́льникова (теорема отсчётов) гласит, что, если аналоговый сигналx(t) имеет ограниченный спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой строгобольшей удвоенной верхней частоты fc:f> 2fc. Любой аналоговый сигнал может быть восстановлен с какой угодно точностью по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой f> 2fc, где fc — максимальная частота, которой ограничен спектр реального сигнала. Если максимальная частота в сигнале превышает половину частоты дискретизации, то способа восстановить сигнал из дискретного в аналоговый без искажений не существует.

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ.Теоретической основой ИМ служит теорема Котельникова (теорема отсчетов). Упрощенно теорему можно интерпритировать так: произвольный сигнал u(t), спектр которого ограничен некоторой верхней частотой Fв может быть передан своими отсчетами (или полностью восстановлен по последовательности своих отсчетных значений), следующими с интервалом

Как правило, достаточно большие временные интервалы между полезными импульсами используют для передачи полезных импульсов от других источни­ков сообщений, т. е. для осуществления многоканальной передачи сигналов с временным разделением (уплотнением) каналов.Импульсную модуляцию сигналов в зависимости от выбора изменяемого параметра модулируемой последовательности импульсов делят на такие виды: 1)амплитудно-импульсную (АИМ), когда по закону передаваемого сообщения изменяется амплитуда прямоугольных импульсов исходной последовательности. 2)широтно-импульсную (ШИМ), при изменении по закону передаваемого сообщения длительности (ширины) прямоугольных импульсов исходной последовательности; 3)фазоимпульсную (ФИМ), или времяш-пульсную (ВИМ), если по закону передаваемого сообщения изменяется вре­менное положение импульсов в последовательности; ФИМ от­личается от ВИМ методом синхронизации — при ФИМ сдвиг фазы импуль­са изменяется не относительно синхронизирующего импульса, а относи­тельно некоторой условной фазы; 4)частотно-импульсную (ЧИМ), при из­менении по закону передаваемого сообщения частоты следования прямо­угольных импульсов;5)импульсно-кодовую (ИКМ) — вид дис­кретной модуляции (цифровой манипуляции — keying), когда аналоговый первичный сигнал часто кодируется сериями импульсов и превращается в цифровой код — последовательность стандартных импульсов (единиц) и пауз (нулей), имеющих одинаковую длительность, применяется наиболее широко в современных системах связи.

ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ПО ВРЕМЕНИ И ПО УРОВНЮ

Дискретизация производится по теореме Котельникова. Представление непрерывного (аналогового) сигнала x(t) дискретной последовательностью отсчетов x(tк)=x(kΔt), по кооторым с заданной точностью можно восстановить исходный непрерывный сигнал , называется дискретизацией.

18) Рассмотрим источник тока, нагрузкой для которого служит резистор (рис. 2.26). Напряжение на коллекторе равно U_к=U_кк - I_кR_к.

Можно через емкость задать сигнал в цепь базы, тогда напряжение на коллекторе будет изменяться. Рассмотрим пример, представленный на рис. 2.27. Конденсатор С выбран так, что фильтр высоких частот, образованный этим конденсатором и последовательно соединенными с ним резисторами смещения базы, пропускает все нужные частоты (резисторы в цепи базы обычно выбирают так, чтобы импеданс со стороны базы, т.е. входное сопротивление транзистора, был гораздо больше и им можно было пренебречь).

Рис. 2.27. Каскад усиления переменного тока с общим эмиттером с отрицательной обратной связью в цепи эмиттера. Обратите внимание, что выходной сигнал снимается с коллектора, а не с эмиттера.

Иначе говоря,

C ≥ l/2πƒ(R₁ || R₂). U_к=U_кк - I_кR_к.

Благодаря напряжению смещения, приложенному к базе, и наличию эмиттерного резистора сопротивлением 1,0 кОм ток покоя коллектора составляет 1,0 мА. Этот ток создает на коллекторе напряжение +10 В ( + 20 В минус падение напряжения на сопротивлении 10 кОм при протекании тока 1,0 мА). Допустим теперь, что на базу подан сигнал u_б. Напряжение на эмиттере повторяет изменение напряжения на базе u_э - u_б и вызывает изменение эмиттерного тока:

i_э = u_э/R_э = u_б/R_э

и приблизительно такое же изменение коллекторного тока (транзистор имеет большой коэффициент h_21э). Итак, первоначальное изменение напряжения на базе вызывает изменение коллекторного напряжения:

u_к = - i_кR_к = - u_б(R_к/R_э)

Стоп! Получается, что схема представляет собой усилитель напряжения, коэффициент усиления которого определяется следующим образом:

Коэффициент усиления = u_вых/u_вх = - R_к/R_э.

В нашем примере коэффициент усиления равен -10000/1000, или -10. Знак минус говорит о том, что положительный сигнал на входе дает на выходе отрицательный сигнал (амплитуда которого в 10 раз больше, чем на входе). Такая схема называется усилителем с общим эмиттером с отрицательной обратной связью в цепи эмиттера.

9 ) Радиотехнической или электрической цепью (системой) называют совокуп­ность соединенных определенным образом элементов, предназначенных для производства, передачи, приема, преобразования и использования электрическо­го тока. Различают активные и пассивные цепи, участки и элементы цепей.

Активными называют электрические цепи, содержащие источники энергии, пассивными — электрические цепи, не содержащие источников энергии.

Активные элементы — биполярные и полевые транзисторы, аналоговые и цифровые микросхемы, электронные лампы, магнетроны, клистроны, лазеры и пр. Отличительной особенностью активных элементов является их потенциаль­ная способность к усилению мощности колебаний, подводимых к ним. При этом энергия колебаний увеличивается за счет энергии внешних источников питания. Таким образом, активные элементы можно рассматривать как преобразователи энергии источников питания в энергию колебаний на выходе.

При использовании активных элементов в электрических цепях различают режимы малого и большого сигналов. В режиме малого сигнала, когда амплиту­да колебаний достаточно мала, активные элементы можно считать линейными, а в режиме большого сигнала — нелинейными. В соответствии с этим различают модели малого и большого сигнала.

Пассивные элементы (рис. 4.1) — резисторы (сопротивления, измеряются в омах, Ом; Георг Ом — Georg Ohm; 1787-1854; в 1826 г. открыл закон Ома), ка­тушки индуктивностей (индуктивности, измеряются в генри, Гн), конденсаторы (емкости, измеряются в фарадах, Ф), соединительные проводники — передают, потребляют или накапливают электрическую (электромагнитную) энергию. Со­единенные определенным образом они фактически могут лишь изменить форму электрических сигналов.

Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или ее уча­стка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии, чаще в тепловую (поэтому сопротивление принято назы­вать активным, поскольку существуют и реактивные сопротивления). Тепловая энергия, выделяемая в активном сопротивлении, полезно используется или рас-

сеивается в пространстве. Величина, обратная сопротивле­нию, называется проводимостью: g = 1 /R (измеряется в си­менсах, См). В схеме замещения во всех случаях, когда надо учесть необратимое преобразование энергии, включают со­противление.

Заметим, что использование терминов «сопротивле­ние», «индуктивность» и «емкость» не в качестве характе­ристик реальных элементов, а их названий, является не вполне удачным (не стандартизированным) и оправдывается Г. Ом только компактностью и упрощением изложения.

Индуктивностью называют идеальный элемент схемы замещения, характе­ризующий способность цепи накапливать магнитное поле. Полагают, что индук­тивностью обладают только индуктивные катушки. Индуктивностью других элементов электрической цепи пренебрегают.

Емкостью называют идеальный элемент схемы замещения, характеризую­щий способность участка электрической цепи накапливать электрическое поле.

С точки зрения соотношения размеров цепей и рабочей длины волны элек­трических колебаний, протекающих по ним или имеющих в них место, разли­чают цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами.

Радиоэлектронные цепи, физические размеры которых гораздо меньше ра­бочей длины волны, называют цепями с сосредоточенными параметрами. Свойства данных цепей практически не зависят от конфигурации выводов ак­тивных и пассивных элементов и соединительных проводов.

Радиоэлектронные цепи, физические размеры которых соизмеримы с рабо­чей длиной волны, относят к цепям с распределенными параметрами. Каждый элемент цепи обладает активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.

По признаку зависимости параметров элементов от приложенных на­пряжений и протекающих в них токов цепи делятся на три класса:

1)линейные цепи с постоянными параметрами (линейные цепи);

2)линейные цепи с переменными параметрами, или параметрические цепи;

3)нелинейные цепи.