- •Радиотехнические цепи и сигналы
- •Оглавление
- •1. Общие методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ
- •2. Лабораторная работа №1 спектральный анализ детерминированных сигналов
- •2.1. Спектральное представление сигналов
- •2.1.1. Общие сведения об ортогональных сигналах и обобщенном ряде Фурье
- •2.1.2. Спектральное представление периодических колебаний
- •2.1.3. Спектральное представление непериодических функций
- •2.2. Описание лабораторного стенда
- •2.3. Лабораторное задание
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3. Лабораторная работа № 2 Корреляционный анализ детерминированных сигналов
- •3.1. Теоретические сведения
- •3.2. Описание лабораторного стенда
- •3.3. Лабораторное задание
- •3.4. Контрольные вопросы
- •4. Лабораторная работа № 3 исследование синтеза сигналов по фурье
- •4.1. Разложение сигналов в обобщенный ряд фурье
- •4.1.1. Спектры простейших периодических функций
- •4.1.2. Мощность и действующее значение периодического сигнала
- •4.1.3. Среднеквадратическая погрешность аппроксимации
- •4.2. Описание установки
- •4.3. Задание для допуска к лабораторной работе
- •4.4. Лабораторное задание
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4. Лабораторная работа № 4 восстановление сигналов по дискретным отсчетам
- •5.1. Теоретические сведения
- •5.1.1. Дискретизация сигналов
- •5.1.2. Теорема отсчетов
- •5.2. Описание лабораторной установки
- •5.3. Лабораторное задание
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6. Лабораторная работа № 5 Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
- •6.1. Теоретические сведения
- •6.1.1. Нелинейные элементы. Аппроксимация нелинейных характеристик
- •6.1.2. Воздействие узкополосного сигнала на безынерционные нелинейные элементы
- •6.1.3. Нелинейное резонансное усиление
- •6.1.4. Умножение частоты
- •6.2. Описание лабораторного стенда
- •6.3. Лабораторное задание
- •6.4. Контрольные вопросы
- •7. Лабораторная работа № 6 амплитудная модуляция
- •7.1. Теоретические сведения
- •7.1.1. Основные понятия и принципы амплитудной модуляции
- •7.1.2. Однотональная амплитудная модуляция и энергетические характеристики ам-сигнала
- •7.1.3. Амплитудная модуляция при сложных модулирующих сигналах
- •7.1.4. Амплитудные модуляторы
- •7.2. Описание схемы лабораторного макета
- •7.3. Лабораторное задание
- •7.4. Контрольные вопросы
- •8. Лабораторная работа № 7 автогенераторы гармонических колебаний
- •8.1. Теоретические сведения
- •8.1.1. Самовозбуждение автогенератора
- •8.1.2. Стационарный режим работы автогенератора, мягкий и жесткий режимы самовозбуждения
- •8.1.3. Метод укороченного уравнения автогенератора
- •8.1.4. Средняя крутизна
- •8.1.5. Стационарный режим автогенератора
- •8.2. Описание схемы лабораторного макета
- •8.3. Лабораторное задание
- •8.4. Контрольные вопросы
- •9. Лабораторная работа № 8 детектирование амплитудно-модулированных сигналов
- •9.1. Теоретические сведения
- •9.1.1. Назначение детекторов и предъявляемые к ним требования
- •9.1.2. Режимы детектирования
- •9.1.3. Диодный детектор
- •9.2. Описание лабораторного стенда
- •9.3. Лабораторное задание
- •9.4. Контрольные вопросы
- •10. Лабораторная работа № 9 Оптимальная фильтрация сигналов
- •10.1. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигнала на фоне помех
- •10.1.1. Введение
- •10.1.2. Передаточная функция оптимального фильтра
- •10.1.3. Импульсная характеристика согласованного фильтра
- •10.1.4. Сигнал на выходе согласованного фильтра
- •10.1.5. Сигналы с внутриимпульсной модуляцией. Коды Баркера
- •10.2. Описание лабораторного модуля
- •10.3. Задание для допуска к работе
- •10.4. Порядок выполнения работы
- •10.5. Контрольные вопросы
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
9.4. Контрольные вопросы
1. Чем различаются режимы детектирования сильных и слабых сигналов?
2. Поясните назначение элементов в схемах последовательного и параллельного детекторов.
3. Из каких соображений выбираются элементы в схемах детекторов?
4. Какими параметрами характеризуется детектор?
5. Какими достоинствами обладает линейный режим детектирования?
6. Какими достоинствами обладает квадратичный режим детектирования?
7. Что такое коэффициент передачи детектора? От чего он зависит?
8. Как изменяется угол отсечки при изменении сопротивления нагрузки?
9. Как изменяется угол отсечки при изменении емкости в параллельной и последовательной схемах детектора?
10. От чего зависит входное сопротивление детектора и как оно влияет на работу УПЧ?
11. Какие виды детекторных характеристик Вы знаете? Как они получаются?
12. Что такое детекторная характеристика и от каких параметров схемы детектора она зависит?
13. Какими причинами вызываются искажения сигнала на выходе детектора при различных условиях детектирования?
14. Когда целесообразно применять схему параллельного детектора?
15. Охарактеризуйте достоинства и недостатки схем последовательного и параллельного детекторов.
10. Лабораторная работа № 9 Оптимальная фильтрация сигналов
Цель работы. Изучение и экспериментальная проверка основных положений теории оптимальной линейной фильтрации сигналов на фоне помех. Исследование импульсной и переходной характеристик оптимального фильтра и процесса обработки одиночного сигнала и смеси сигналов в оптимальном фильтре для кода Баркера.
10.1. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигнала на фоне помех
10.1.1. Введение
Центральной проблемой радиотехники была и остается проблема помехоустойчивости систем передачи и извлечения информации. Система связи, локационная система должны проектироваться таким образом, чтобы наилучшим образом противостоять мешающему действию помех. При этом помехой могут выступать как шумы, так и другие сигналы.
Коренной перелом в теории и практике линейной фильтрации связан с появлением работ Н. Винера, А.Н. Колмогорова, В.А. Котельникова и других ученых, которые поставили и решили задачу синтеза фильтра, оптимального в определенном смысле для приема заданного сигнала, действующего на фоне помехи с заданными статистическими характеристиками. В зависимости от решаемой задачи – обнаружение сигнала, измерение его параметров или разрешение – критерии оптимальности могут быть разными. Для задачи обнаружения сигнала в шумах наибольшее распространение получил критерий максимума отношения сигнал/помеха на выходе фильтра. Требования к такому фильтру можно сформулировать следующим образом.
На вход линейного четырехполюсника с постоянными параметрами и передаточной функцией подается аддитивная смесь сигнала и шума . Сигнал полностью известен, шум представляет собой случайный процесс с заданными статистическими характеристиками. Требуется синтезировать фильтр, обеспечивающий получение на выходе наибольшего возможного отношения пикового значения сигнала к среднеквадратическому значению шума. При этом не ставится задача сохранения формы сигнала, т.к. для обнаружения его в шумах форма значения не имеет.