Учебное пособие. — Таганрог: ТРТУ, 2004. — 208 с.
Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения курса
«Радиотехнические цепи и сигналы», который наравне с курсом «Основы
теории цепей» является базовым для радиотехнический специальностей
и направлений, содержит избранные главы и снабжено многочисленными
примерами и задачами, позволяющими получить практические навыки при
изучении курса.
Введение
Задачи и содержание курса. Теория сигналов
Основные радиотехнические процессы.
Классификация сигналов.
Классификация сигналов по их области определения.
Классификация сигналов по множеству значений.
Математическое описание континуальных сигналов.
Основные понятия о пространствах сигналов.
Линейное пространство.
Метрическое пространство.
Нормированное пространство.
Представление произвольного сигнала из пространства L2(a,b) в виде разложения по заданной базисной системе функций.
Определение коэффициентов С,
Применение обобщенных рядов Фурье к задачам, связанным с анализом и синтезом сигналов.
Синтез сигналов на основе обобщенных рядов Фурье.
Ряд Фурье. Гармонический анализ сигналов из пространства L2(a,b).
Синтез сигналов на основе рядов Фурье.
Гармонический анализ периодических сигналов.
Расчет спектра.
Общая формулировка задачи анализа прохождения сигнала через линейные цепи.
Краткая характеристика методов.
Применение ортогональных разложений сигналов к анализу их прохождения через линейные цепи.
Прохождение периодических сигналов через линейные электрические цепи.
Гармонический анализ непериодических сигналов.
Спектральная плотность непериодического сигнала.
Распространение преобразования Фурье на пространство L2(-∞;∞).
Основные свойства преобразования Фурье. (Теоремы о спектрах).
Замечания о неоднозначности преобразования Фурье.
Применение преобразования Фурье к анализу прохождения сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами (спектральный метод анализа).
Применение символического метода к описанию сигналов в комплексной форме.
Обобщение символического метода на случай негармонических сигналов.
Геометрическая интерпретация комплексного сигнала.
Аналитический сигнал (комплексный гильбертовский сигнал).
Основные свойства аналитического сигнала.
Введение преобразования Гильберта во временной области.
Распространение преобразования Гильберта на периодические и почти периодические сигналы.
Узкополосные сигналы.
Радиосигналы (модулированные колебании).
Амплитудно-модулированные колебания. Колебания с угловой модуляцией
Общий подход к вычислению спектра колебания с угловой модуляцией.
Спектр колебания с угловой модуляцией при тональном модулирующем сигнале.
Спектр колебания с угловой модуляцией при m << 1.
Спектр колебания с тональной угловой модуляцией при произвольной величине индекса модуляции.
Практическая ширина спектра колебания с угловой модуляцией.
Сравнение спектров ЧМК и ФМК при тональной модуляции. Прохождение радиосигналов через линейные частотно-избирательные цепи
О построении приближенных методов анализа прохождения сигналов через избирательные цепи.
Приближенный метол интеграла свертки (метод огибающих).
Приближенный спектральный метод анализа прохождения радиосигналов через избирательные цепи.
Прохождение АМК через колебательный контур.
Прохождение ЧМК через колебательные цепи. Корреляционный анализ сигналов с конечной энергией
Энергия сигнала.
Спектральная плотность энергии сигнала.
Взаимная корреляционная функция сигналов с конечной энергией.
Взаимная спектральная плотность энергии. Амплитудная модуляция и детектирование
Параметрический метод получения АМК.
Нелинейный способ получения АМК.
Расчет статической модуляционной характеристики при амплитудной модуляции смещением. Детектирование АМК
Амплитудное детектирование в параметрической цепи (синхронный детектор).
Амплитудное детектирование в нелинейной цепи.
Последовательный диодный детектор.
Характеристика детектирования и коэффициент передачи последовательного диодного детектора.
Искажения при амплитудном детектировании. Детектирование ЧМК
Частотное детектирование на основе преобразования ЧМК в АМК и амплитудном детектировании.
Частотный детектор с настроенными контурами. Получение ЧВК
Два метода получения ЧМК.
Непосредственный метод получения ЧМК.
Связь между относительным изменением емкости контура и относительным изменением его резонансной частоты. LC-автогенераторы гармонических колебаний
LC-автогенераторы с внешней обратной связью.
LC-автогенератор с контуром в цепи коллектора.
Установивший режим LC-автогератора с контуром в цепи коллектора.
Мягкий и жесткий режимы генерации автогенератора.
Определение границы между мягким и жестким режимами самовозбуждения.
Автогенератор с контуром в цепи коллектора и автоматическим смещением за счет тока базы.
Прерывистая генерация в автогенераторе с контуром в цепи коллектора и с автосмещением.
Схемы автогенераторов.
Автогенератор с внутренней обратной связью.
Схема LC-автогенератора на туннельном диоде.
Установившийся режим автогенератора на туннельном диоде. RC-автогенераторы гармонических колебаний
Схемы RС-автогенераторов.
Способы улучшения формы колебаний в RC-автогенераторе. Случайные сигналы
Наиболее употребимые плотности вероятности и их числовые характеристики.
Двумерная плотность вероятности и связанные с ней числовые характеристики случайного сигнала.
Классификация случайных процессов.
Корреляционная функция и спектральная плотность мощности стационарного случайного процесса.
Мощность источника стационарного СП и ее связь с корреляционной функцией и спектральной плотностью.
Энергетическая ширина спектра случайного сигнала и интервал корреляции.
Взаимная корреляционная функция и взаимная спектральная плотность мощности.
Узкополосные случайные сигналы.
Белый шум.
Прохождение случайных процессов через линейные электрические цепи.
Расчет плотности вероятности стационарного случайного сигнала на выходе линейной цепи.
Прохождение нормального стационарного СП через линейную электрическую цепь.
Нормализация случайных сигналов в узкополосных электрических цепях.
Нелинейные безынерционные преобразования случайных сигналов.
Корреляционная функция и спектральная плотность мощности сигнала на выходе нелинейного безынерционного элемента цепи.
Прохождение узкополосного случайного нормального сигнала через амплитудный детектор с линейной характеристикой детектирования.
Прохождение узкополосного нормального случайного сигнала через амплитудный детектор с квадратичной характеристикой.
Совместное воздействие гармонического сигнала и нормального (Гауссова) шума на амплитудный детектор. Оптимальная фильтрация
Постановка задачи оптимальной фильтрации.
Оптимальный фильтр, согласованный с заданным сигналом при белом шуме на входе цепи.
Импульсная характеристика согласованного фильтра.
Выходной сигнал согласованного фильтра.
Помеха на выходе согласованного фильтра.
Примеры синтеза согласованных фильтров. Элементы синтеза линейных электрических цепей
Преобразование формы сигнала.
Оптимальная фильтрация сигнала при небелом шуме.
Задача фильтрации с максимальным сохранением формы сигнала.
Цифровой согласованный фильтр. Заключение
Библиографический список
Задачи и содержание курса. Теория сигналов
Основные радиотехнические процессы.
Классификация сигналов.
Классификация сигналов по их области определения.
Классификация сигналов по множеству значений.
Математическое описание континуальных сигналов.
Основные понятия о пространствах сигналов.
Линейное пространство.
Метрическое пространство.
Нормированное пространство.
Представление произвольного сигнала из пространства L2(a,b) в виде разложения по заданной базисной системе функций.
Определение коэффициентов С,
Применение обобщенных рядов Фурье к задачам, связанным с анализом и синтезом сигналов.
Синтез сигналов на основе обобщенных рядов Фурье.
Ряд Фурье. Гармонический анализ сигналов из пространства L2(a,b).
Синтез сигналов на основе рядов Фурье.
Гармонический анализ периодических сигналов.
Расчет спектра.
Общая формулировка задачи анализа прохождения сигнала через линейные цепи.
Краткая характеристика методов.
Применение ортогональных разложений сигналов к анализу их прохождения через линейные цепи.
Прохождение периодических сигналов через линейные электрические цепи.
Гармонический анализ непериодических сигналов.
Спектральная плотность непериодического сигнала.
Распространение преобразования Фурье на пространство L2(-∞;∞).
Основные свойства преобразования Фурье. (Теоремы о спектрах).
Замечания о неоднозначности преобразования Фурье.
Применение преобразования Фурье к анализу прохождения сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами (спектральный метод анализа).
Применение символического метода к описанию сигналов в комплексной форме.
Обобщение символического метода на случай негармонических сигналов.
Геометрическая интерпретация комплексного сигнала.
Аналитический сигнал (комплексный гильбертовский сигнал).
Основные свойства аналитического сигнала.
Введение преобразования Гильберта во временной области.
Распространение преобразования Гильберта на периодические и почти периодические сигналы.
Узкополосные сигналы.
Радиосигналы (модулированные колебании).
Амплитудно-модулированные колебания. Колебания с угловой модуляцией
Общий подход к вычислению спектра колебания с угловой модуляцией.
Спектр колебания с угловой модуляцией при тональном модулирующем сигнале.
Спектр колебания с угловой модуляцией при m << 1.
Спектр колебания с тональной угловой модуляцией при произвольной величине индекса модуляции.
Практическая ширина спектра колебания с угловой модуляцией.
Сравнение спектров ЧМК и ФМК при тональной модуляции. Прохождение радиосигналов через линейные частотно-избирательные цепи
О построении приближенных методов анализа прохождения сигналов через избирательные цепи.
Приближенный метол интеграла свертки (метод огибающих).
Приближенный спектральный метод анализа прохождения радиосигналов через избирательные цепи.
Прохождение АМК через колебательный контур.
Прохождение ЧМК через колебательные цепи. Корреляционный анализ сигналов с конечной энергией
Энергия сигнала.
Спектральная плотность энергии сигнала.
Взаимная корреляционная функция сигналов с конечной энергией.
Взаимная спектральная плотность энергии. Амплитудная модуляция и детектирование
Параметрический метод получения АМК.
Нелинейный способ получения АМК.
Расчет статической модуляционной характеристики при амплитудной модуляции смещением. Детектирование АМК
Амплитудное детектирование в параметрической цепи (синхронный детектор).
Амплитудное детектирование в нелинейной цепи.
Последовательный диодный детектор.
Характеристика детектирования и коэффициент передачи последовательного диодного детектора.
Искажения при амплитудном детектировании. Детектирование ЧМК
Частотное детектирование на основе преобразования ЧМК в АМК и амплитудном детектировании.
Частотный детектор с настроенными контурами. Получение ЧВК
Два метода получения ЧМК.
Непосредственный метод получения ЧМК.
Связь между относительным изменением емкости контура и относительным изменением его резонансной частоты. LC-автогенераторы гармонических колебаний
LC-автогенераторы с внешней обратной связью.
LC-автогенератор с контуром в цепи коллектора.
Установивший режим LC-автогератора с контуром в цепи коллектора.
Мягкий и жесткий режимы генерации автогенератора.
Определение границы между мягким и жестким режимами самовозбуждения.
Автогенератор с контуром в цепи коллектора и автоматическим смещением за счет тока базы.
Прерывистая генерация в автогенераторе с контуром в цепи коллектора и с автосмещением.
Схемы автогенераторов.
Автогенератор с внутренней обратной связью.
Схема LC-автогенератора на туннельном диоде.
Установившийся режим автогенератора на туннельном диоде. RC-автогенераторы гармонических колебаний
Схемы RС-автогенераторов.
Способы улучшения формы колебаний в RC-автогенераторе. Случайные сигналы
Наиболее употребимые плотности вероятности и их числовые характеристики.
Двумерная плотность вероятности и связанные с ней числовые характеристики случайного сигнала.
Классификация случайных процессов.
Корреляционная функция и спектральная плотность мощности стационарного случайного процесса.
Мощность источника стационарного СП и ее связь с корреляционной функцией и спектральной плотностью.
Энергетическая ширина спектра случайного сигнала и интервал корреляции.
Взаимная корреляционная функция и взаимная спектральная плотность мощности.
Узкополосные случайные сигналы.
Белый шум.
Прохождение случайных процессов через линейные электрические цепи.
Расчет плотности вероятности стационарного случайного сигнала на выходе линейной цепи.
Прохождение нормального стационарного СП через линейную электрическую цепь.
Нормализация случайных сигналов в узкополосных электрических цепях.
Нелинейные безынерционные преобразования случайных сигналов.
Корреляционная функция и спектральная плотность мощности сигнала на выходе нелинейного безынерционного элемента цепи.
Прохождение узкополосного случайного нормального сигнала через амплитудный детектор с линейной характеристикой детектирования.
Прохождение узкополосного нормального случайного сигнала через амплитудный детектор с квадратичной характеристикой.
Совместное воздействие гармонического сигнала и нормального (Гауссова) шума на амплитудный детектор. Оптимальная фильтрация
Постановка задачи оптимальной фильтрации.
Оптимальный фильтр, согласованный с заданным сигналом при белом шуме на входе цепи.
Импульсная характеристика согласованного фильтра.
Выходной сигнал согласованного фильтра.
Помеха на выходе согласованного фильтра.
Примеры синтеза согласованных фильтров. Элементы синтеза линейных электрических цепей
Преобразование формы сигнала.
Оптимальная фильтрация сигнала при небелом шуме.
Задача фильтрации с максимальным сохранением формы сигнала.
Цифровой согласованный фильтр. Заключение
Библиографический список