Слайд 1Сигналы и их параметры
Лекция 2
Слайд 3Какие сигналы мы изучаем
В электросвязи подразумевается чаще всего, что сигнал
представляет собой зависимость напряжения от времени
В оптической технике сигналом может
являться зависимость интенсивности света от пространственных координат
Слайд 5Классификация сигналов
Различают детерминированные и случайные сигналы
Детерминированный сигнал полностью известен –
его значение в любой момент времени можно определить точно
Случайный сигнал
в любой момент времени представляет собой величину, которая принимает конкретные значения с некоторой вероятностью
Слайд 6Гармонические сигналы
Важную роль в технике связи играют гармонические сигналы. В
общем виде они записываются как
s(t) = A cos (t + )
Гармонический сигнал полностью определяется тремя числовыми параметрами: амплитудой A, частотой и фазой
Слайд 7Представление периодического сигнала
Периодическое колебание сложной формы всегда можно представить в
виде суммы простейших периодических колебаний – синусоид – с частотами,
кратными основной частоте: , 2, 3 и т.д.
s(t) = Ao + A1 sin(t + 1) +
A2 sin(2t + 2) + …,
где Ao, A1, A2 – амплитуды первой, второй, третьей гармоник; 1,2 – их начальные фазы ; - основная частота
Слайд 8Амплитудно- и фазо-частотные спектры
Совокупность значений амплитуд гармоник (Ao, A1, A2
…) называется амплитудно-частотным спектром данного колебания
Совокупность значений начальных фаз (1,
2, 3 …) называют фазо-частотным спектром сигнала
Слайд 10Помехи
Помеху (шум) можно определить как любой электрический сигнал, отличный
от полезного
Источники помех делят на 3 группы:
Внутренние
Внешние искусственного происхождения
Внешние естественного
происхождения
Слайд 13Дискретный сигнал
Сигнал ПД – это дискретный сигнал в бинарном коде
(однополярном или двухполярном)
При этом символу «1» соответствует положительный импульс, а
символу «0» - отсутствие импульса (отрицательный)
Количество информации в таком символе (сообщении) – 1 бит
Скорость передачи B измеряют числом бит в секунду (бит/с)
Слайд 14Огибающая спектра прямоугольного импульса
Слайд 16Модулированный сигнал
Амплитудно-модулированный (АМ) сигнал можно рассматривать как периодический лишь при
условии, что несущая частота кратна частоте модуляции (огибающей)
Такое колебание тоже
имеет линейчатый спектр, хотя структура его отлична от спектров периодических колебаний
Здесь имеется синусоидальная составляющая с частотой несущего колебания
Остальные (боковые) гармоники спектра зависят от формы огибающей
Слайд 19Частота и период повторения импульсов
Слайд 20В пределе
В действительности одновременно с увеличением числа гармоник при удлинении
периода T их амплитуда уменьшается
При неопределенно большом периоде повторения, когда
спектр приближается к сплошному, амплитуды всех составляющих становятся неопределенно малыми
Поэтому вместо амплитуд отдельных колебаний удобнее рассматривать суммарную мощность в ограниченной полосе
Слайд 21Спектральные характеристики случайных процессов
Каждая отдельно взятая реализация случайного процесса представляет
собой детерминированную функцию, и к ней можно применить преобразование Фурье
При
этом различные реализации будут иметь различные спектры
Полезно описать статистически усредненные характеристики случайных процессов
Слайд 22Спектральная плотность
Суммарную мощность всех синусоидальных составляющих в полосе частот, скажем,
1 Гц называют спектральной плотностью мощности S
Она пропорциональна сумме квадратов
амплитуд всех синусоидальных составляющих, заключенных в пределах полосы 1 Гц
Корень квадратный из S зависит от частоты так же, как и огибающая линейчатого спектра данного импульса
Слайд 24Преобразование сигналов
в радиотехнике
Преобразование исходного сообщения в электрический сигнал
Модуляция колебания
несущей частоты
Перенос спектра принятого колебания в область более низких частот
(на промежуточную частоту) с помощью процесса гетеродинирования для облегчения последующей обработки (фильтрации)
Демодуляция принятого сигнала
Фильтрация, обеспечивающая оптимальное выделение передаваемого сообщения