§1.1Генераторы шумовых сигналов (гш).

С

Перв. источник шума

Формирователь

db (делитель)

Устройство

согласования

труктура генератора шумовых сигналов.

►

Усилитель

Измеритель

Первичный источник шума (им могут быть транзисторы, резисторы, диоды, стабилитроны, ионные и электровакуумные приборы) является источником белого шума – сигнала, из которого «вырезается» необходимый нам сигнал. Белый шум обладает равномерной спектральной плотностью от 0 до бесконечности.

Формирователь отвечает за формирование закона распределения и спектральной плотности в пределах полосы пропускания (он «вырезает» сигнал)

Так как на входе мы получаем слабый сигнал – нам необходим усилитель. Полоса пропускания усилителя должна быть шире спектральной плотности шумового сигнала.

Делитель, являющийся четырехполюсником, отвечает за изменение коэффициента передачи (усиления). У делителя полоса пропускания должна быть одинаковой с полосой пропускания шумового сигнала

- коэффициент усиления по мощности.

Устройство измерения должно минимально влиять на свойства источника информации и свойства ее получателя – используется устройство согласования.

УС

Условие передачи максимума энергии – выходное сопротивление устройства согласования равно сопротивлению нагрузки. Любой генератор при производстве калибруется на определенные сопротивления нагрузки, которая может к нему подключаться.

Преобразователь является нелинейным элементом.

Если функция сложная, то в источнике первичного шума – шум в виде числовой последовательности – цифровой шум.

Структура цифрового генератора шума

ПИЦШ

Преобразовтель

(f(y), s(f) )

ЦАП

db

►

УС

ПИЦШ – первичный источник цифровых шумов.

Еще одной характеристикой случайного сигнала является корреляция.

Дельта функция имеет спектральную плотность похожую на спектральную плотность белого шума.

Таким образом, белый шум может быть представлен в виде кратковременного импульса генерируемого генератором. У импульсного сигнала много случайных параметров, -для каждой случайной величины существует свое распределение → хаотическая импульсная помеха.

Схема хаотической импульсной помехи.

§ 1.2 Генераторы гармонических колебаний.

Самый распространенный вид сигнала – гармонический. Он характеризуется частотой, фазой (чаще разностью фаз) и амплитудой. Частота – его главный параметр сигнала.

Требование к генератору с точки зрения частоты, характеризуется относительной нестабильностью частоты:

, где - уход частоты во времени, - номинальное значение частоты

В настоящее время значение нестабильности частоты может быть снижено до ..

Нестабильность по частоте бывает долговременная и кратковременная.

T>100с – долговременная.

T<=100с - кратковременная

Системы, в которых изменения частоты очень малы, называют когерентными (например, лазеры).

Решением Международного Консультативного Комитета по Радио принято разделение по диапазонам частоты (12 диапазонов):

1. крайне низкие частоты (КНЧ) 3…30 Гц

2. сверх низкие частоты (СНЧ) 30-300 Гц

3. инфра низкие частоты (ИНЧ) 300-3000 Гц

4. очень низкие частоты (ОНЧ) 3-30 кГц

5. низкие частоты (НЧ) 30-300 кГц

6. средние частоты (СЧ) 300-3000 кГц

7. высокие частоты (ВЧ) 3-30 МГц

8. очень высокие частоты (ОВЧ) 30-300 МГц

9. ультра высокие частоты (УВЧ) 300-3000 МГц

10. сверх высокие частоты (СВЧ) 3-30 ГГц

11. крайне высокие частоты (КВЧ) 30-300 ГГц

12. гипервысокие частоты (ГВЧ) 300-3000 ГГц

Генераторы низкой частоты(ГНЧ).

Требования к ГНЧ:

- должны отсутствовать искажения формы сигнала, так называемые нелинейные искажения (сигнал должен быть как можно ближе по форме к гармоническому сигналу);

- частоту нужно выставлять с заданной точностью;

- необходима точная установка значения амплитуды.

Схема генератора низкой частоты.

Г

~

►

db

Устройство согласования