Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634655)
Контекстум
.

Радиотехнические цепи и сигналы (300,00 руб.)

0   0
Первый авторАстайкин Анатолий Иванович
АвторыПомазков Александр Петрович, ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - ВНИИЭФ"
ИздательствоРоссийский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики
Страниц361
ID575174
АннотацияРассмотрено прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с известными частотно-фазовыми характеристиками: дифференцирующие и интегрирующие, частотно-избирательные цепи, колебательные контуры, резонансные усилители. Приведены методы расчета случайных сигналов при прохождении частотно-избирательных цепей. Проведен анализ преобразования сигналов в нелинейных и параметрических цепях, таких как умножители частоты, модуляторы, детекторы и параметрические усилители. Рассмотрена работа автогенераторов и устойчивость их характеристик. Сформулированы принципы дискретной и цифровой обработки сигналов, законы построения цифровых фильтров. Освещена теория оптимальной линейной фильтрации, проведено сравнение помехоустойчивости систем с амплитудой и частотной модуляцией.
Кому рекомендованоПредназначается для студентов, инженеров и аспирантов радиотехнических специальностей.
ISBN978-5-9515-0147-9
УДК621.396.1
ББК32.841
Астайкин, А. И. Радиотехнические цепи и сигналы : учебное пособие : в 2 томах : Том 2 / А. П. Помазков; ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - ВНИИЭФ"; А. И. Астайкин .— Саров : Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 2010 .— 361 с. — ISBN 978-5-9515-0147-9 .— URL: https://rucont.ru/efd/575174 (дата обращения: 23.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Частотно-избирательные цепи при широкополосных и узкополосных входных воздействиях . <...> Прохождение гармонического сигнала через резонансный усилитель . <...> Спектральный состав тока на выходе НЭ при внешнем гармоническом воздействии . <...> Нелинейные резонансные усилители и умножители частоты . <...> Преобразование спектра узкополосного случайного процесса в безынерционном НЭ . <...> Обобщенные схемы АГ с отрицательной активной проводимостью и стабилизацией частоты высокодобротным резонатором . <...> Дискретные случайные сигналы и их влияние на работу ЦФ . <...> Отношение сигнал/шум на входе и выходе линейного стационарного фильтра . <...> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 6 АКФ АГ АМ АЧХ ВАХ ВКХ ВКФ ДП ИХ НЦ, НЭ КФ ОС МК ОФ ПХ РЦ, РС СВ СП СС СПМ ОПБМ ПВ УМ ФВЧ ФМ ФМК ФНЧ ФР ФЧХ Список сокращений, обозначений и символов – автокорреляционная функция – автогенератор – амплитудная модуляция – амплитудно-частотная характеристика – вольт-амперная характеристика – вольт-кулонная характеристика – взаимная корреляционная функция – двухполюсник – импульсная характеристика – нелинейная цепь, элемент – корреляционная функция – обратная связь – модулированное колебание – оптимальный фильтр – переходная характеристика ПС, ПЦ, ПЭ – параметрическая система, цепь, элемент ПУ – параметрический усилитель – радиотехническая цепь, система – случайная величина – случайный процесс – случайный сигналспектральная плотность мощности – однополосная боковая модуляцияплотность вероятности – угловая модуляцияфильтр верхних частот – фазовая модуляция – фазомодулированное колебание – фильтр нижних частот – функция распределения – фазочастотная характеристика 7 ЧМ ЧП ЧМК ЧКП ЧИС, ЧИЦ ЭМВ ЭСЗ СКО a a(t), s(t), u(t) с С q Dξ, 2 σξ γ ( )t Э F f0, f ΔF сп δ σ(t) Н Kξ(τ) K k0 k K(jω) λ, λ0 М m – частотная модуляция – четырехполюсник – частотно-модулированное колебание – частотный коэффициент передачи – частотно-избирательная система, цепь – электромагнитная <...>
Радиотехнические_цепи_и_сигналы.pdf
Стр.1
Стр.2
Стр.3
Стр.4
Стр.5
Стр.6
Стр.358
Стр.359
Стр.360
Стр.361
Радиотехнические_цепи_и_сигналы.pdf
Стр.1
ФГУП «Российский федеральный ядерный центр − ВНИИЭФ» А. И. Астайкин, А. П. Помазков РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ Учебное пособие В 2 томах Том 2 Под редакцией доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ А. И. Астайкина Саров 2010
Стр.2
ББК 32.841 А 91 УДК 621.396.1 Астайкин А. И., Помазков А. П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие. В 2 томах. Том 2. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2010, 360 с. ISBN 978-5-9515-0147-9 Рассмотрено прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с известными частотно-фазовыми характеристиками: дифференцирующие и интегрирующие, частотно-избирательные цепи, колебательные контуры, резонансные усилители. Приведены методы расчета случайных сигналов при прохождении частотно-избирательных цепей. Проведен анализ преобразования сигналов в нелинейных и параметрических цепях, таких как умножители частоты, модуляторы, детекторы и параметрические усилители. Рассмотрена работа автогенераторов и устойчивость их характеристик. Сформулированы принципы дискретной и цифровой обработки сигналов, законы построения цифровых фильтров. Освещена теория оптимальной линейной фильтрации, проведено сравнение помехоустойчивости систем с амплитудой и частотной модуляцией. Предназначается для студентов, инженеров и аспирантов радиотехнических специальностей. Рецензенты: доктор физико-математических наук В. А. Терехин, РФЯЦ-ВНИИЭФ; доктор физико-математических наук, профессор, декан радиофизического факультета ННГУ им. Н. И. Лобачевского А. В. Якимов ISBN 978-5-9515-0147-9 © ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2010
Стр.3
3 Содержание Список сокращений, обозначений и символов . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8. Прохождение детерминированных сигналов через линейные стационарные частотно-избирательные цепи . . . 10 8.1. Дифференцирование и интегрирование сигналов . . . . . . 10 8.2. Частотно-избирательные цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 8.3. Частотные характеристики цепей с одним энергоемким элементом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 8.4. Частотные характеристики колебательных контуров . . . 29 8.5. Частотные характеристики цепей с активными элементами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 8.6. Частотно-избирательные цепи при широкополосных и узкополосных входных воздействиях . . . . . . . . . . . . . . 43 8.7. Прохождение гармонического сигнала через резонансный усилитель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 8.8. Прохождение радиоимпульса через резонансный усилитель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 8.9. Прохождение модулированных сигналов через узкополосные цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 8.10. Роль фазовой характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 9. Воздействие случайных сигналов на линейные стационарные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 9.1. Задачи расчета случайных выходных сигналов . . . . . . . . 86 9.2. Спектральный метод анализа сигналов . . . . . . . . . . . . . . . 89 9.3. Метод импульсной характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 9.4. Прохождение широкополосных случайных сигналов через узкополосные линейные цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 9.5. Воздействие белого шума на дифференцирующие и интегрирующие цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 9.6. Воздействие белого шума на последовательный колебательный контур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 9.7. Нормализация случайного сигнала на выходе линейных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Стр.4
4 9.8. Источники шумов в радиотехнических устройствах . . . 108 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 10. Преобразование сигналов в нелинейных безынерционных цепях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 10.1. Нелинейные элементы и их характеристики . . . . . . . . 122 10.2. Спектральный состав тока на выходе НЭ при внешнем гармоническом воздействии . . . . . . . . . . . . . 129 10.3. Нелинейные преобразования суммы двух гармонических сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 10.4. Нелинейные резонансные усилители и умножители частоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 10.5. Реализация амплитудной модуляции . . . . . . . . . . . . . . 150 10.6. Преобразование частоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 10.7. Детектирование АМК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 10.8. Детектирование колебаний с угловой модуляцией . . . 167 10.9. Преобразование случайных сигналов в безынерционных нелинейных цепях . . . . . . . . . . . . . 10.10. Преобразование спектра узкополосного случайного процесса в безынерционном НЭ . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 173 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 11. Преобразование сигналов в линейных параметрических цепях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 11.1. Общая характеристика цепей с переменными параметрами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 11.2. Спектр сигнала на выходе резистивного параметрического элемента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 11.3. Преобразование сигналов на резистивных параметрических элементах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 11.4. Параметрическое усиление сигналов . . . . . . . . . . . . . . . 199 11.5. Воздействие гармонических сигналов на параметрические системы со случайными характеристиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 12. Цепи с обратной связью и автоколебательные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1. Обратные связи в радиотехнических цепях . . . . . . . . . 228 228 222
Стр.5
5 12.2. Действие обратной связи на систему . . . . . . . . . . . . . . 232 12.3. Устойчивость систем с обратной связью . . . . . . . . . . . 241 12.4. Автогенераторы гармонических колебаний . . . . . . . . . 248 12.5. Автогенераторы в режиме больших сигналов . . . . . . . 260 12.6. RC-автогенераторы низкочастотных гармонических колебаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 12.7. Обобщенные схемы АГ с отрицательной активной проводимостью и стабилизацией частоты высокодобротным резонатором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 13. Дискретная и цифровая обработка сигналов . . . . . . . . . . . 290 13.1. Принципы дискретной и цифровой обработки . . . . . . . 290 13.2. Преобразования аналог-цифра и цифра-аналог . . . . . . 291 13.3. Действия над дискретными сигналами . . . . . . . . . . . . . 293 13.4. Цифровые фильтры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 13.5. Реализация алгоритмов цифровой фильтрации . . . . . . 302 13.6. Методы синтеза линейных цифровых фильтров . . . . . 306 13.7. Дискретные случайные сигналы и их влияние на работу ЦФ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 14. Основы оптимальной фильтрации сигналов . . . . . . . . . . . 311 14.1. Постановка задачи оптимальной линейной фильтрации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 14.2. Отношение сигнал/шум на входе и выходе линейного стационарного фильтра . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 14.3. Передаточная функция оптимального фильтра . . . . . . 322 14.4. Импульсная характеристика согласованного фильтра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 14.5. Примеры построения согласованных фильтров для сигналов различной формы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 14.6. Фильтрация сигнала при небелом шуме . . . . . . . . . . . . 343 14.7. Оптимальная фильтрация случайных сигналов . . . . . . 345 14.8. Помехоустойчивость систем с амплитудной и частотной модуляцией . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Стр.6
357 На выходе ЧД СПМ будет равна: () Fт2 ω= σ ω2 2 п1 2 Ппракт Amc 2 . Так как на выходе ЧД стоит ФНЧ с частотой среза срΩ =Ωв , то средняя переменная мощность помехи 2 2. 3П σ= ωnn∫Fd 2 Так как 11 QQ22 21 , Q 21 так как практП Mmm m Q чм== 33 вΩ = Коэффициент выигрыша ЧД чмM равен: () Q2 1 вв 3321П 22 31; m Δωmax 2 ΩΩ 2 Mm m+ чм 3( 1), ≈ т. е. выигрыш чмM зависит от индекса угловой модуляции. Если 51 Δω = ω = ⋅ max д 1,5 10 с ,− Mm m Ω= с ,− m = 15, m ωд 10 41 тогда 22 чм 3 ( 1) 3 15 16 10800. =+ = ⋅ ⋅ = Таким образом, если амплитуда полезного сигнала значительно превышает эффективное напряжение шума, то помехоустойчивость ЧМ значительно лучше, чем АМ. Контрольные вопросы 1. В чем заключается проблема помехоустойчивости канала связи? 2. Каковы общие характеристики сигналов и помех? == ⋅ = Ω 1,5 10 15, 10 5 4 практ = () () () +Ωв 2 + == Δω ΩΩ QA n=σ то () 33 П mc 2, Δωmax 2 2 практ 1 33 в вв () () 2 m+ Ω = 2(m + 1)Ω. 22 0 Ωв () ω= 2σΩ n1 в практAmc 2 2 пσ на выходе ЧД равна: 23
Стр.358
358 3. Сформулируйте основные положения теории оптимального приема. 4. В чем состоят задачи оптимальной фильтрации сигналов? 5. Что такое отношение сигнал/шум на входе и выходе приемника? 6. Как отличается отношение сигнал/шум на входе и выходе приемника? 7. Чем определяется отношение сигнал/шум на входе и выходе приемника? 8. Как определяется оптимальный (согласованный) фильтр? 9. Как определяется передаточная функция оптимального (согласованного) фильтра? 10. Как определяется импульсная характеристика оптимального фильтра? 11. Сформулируйте условия физической реализуемости оптимального (согласованного) фильтра. 12. Как осуществляется согласованная фильтрация при небелом шуме? 13. Определите помехоустойчивость сигналов с АМ. 14. Определите помехоустойчивость сигналов с ЧМ. 15. В чем причина высокой помехоустойчивости сигналов с ЧМ?
Стр.359
359 Список литературы 1. Астайкин А. И. Основы теории цепей: Учебник в двух томах/ А. И. Астайкин, А. П. Помазков – М.: ОИЦ Академия, 2009. 2. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2000. 3. Башарин С. А. Теоретические основы электротехники. Теория электрических цепей и электромагнитного поля: Учебное пособие. М.: ОИЦ Академия, 2004. 4. Васильев В. П. Основы теории и расчета цифровых фильтров/ Под ред. С. М. Смольского: Учебное пособие. – М.: ОИЦ Академия, 2007. 5. Вентцель Е. С. Теория вероятностей: учебник. 10-е изд. М.: ОИЦ Академия, 2005. 6. Вентцель Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения: Учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ОИЦ Академия, 2003. 7. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие для вузов. 5-е изд., перераб. и доп./И. С. Гоноровский, М. П. Демин. М.: Радио и связь, 1994. 8. Каганов В. И. Радиотехника: Учебное пособие. М.: ОИЦ Академия, 2006. 9. Каганов В. И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник. М.: ОИЦ Академия, 2003. 10. Румянцев К. Е. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник. М.: ОИЦ Академия, 2005.
Стр.360
Анатолий Иванович Астайкин, Алексей Петрович Помазков Радиотехнические цепи и сигналы Учебное пособие В 2 томах Том 2 Редактор Н. П. Мишкина Корректор Н. Ю. Костюничева Компьютерная подготовка оригинала-макета Н. В. Мишкина Подписано в печать 11.06.2010. Формат 60×90/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 22,5 Уч. -изд. л. 19,8 Тираж 300 экз. Зак. тип. 734-2010. Отпечатано в ИПК ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» 607188, г. Саров Нижегородской обл.
Стр.361