Señales utilizadas en la ingeniería de radio. Tipos de señales utilizadas en sistemas de radio. Preguntas al examen estatal.
El término "señal" a menudo se encuentra no solo en temas científicos y técnicos, sino también en la vida cotidiana. A veces, sin pensar en el rigor de la terminología, identificamos tales conceptos como señal, mensaje, información.Por lo general, esto no conduce a malentendidos, ya que la "señal" proviene del término latino "Signum" - "Signo", que tiene una banda de sentido amplio. Las señales son los medios físicos que transmiten mensajes. Dado que las señales eléctricas son más convenientes, su transmisión se utiliza en muchas áreas de actividad humana.
Sin embargo, comenzando a un estudio sistemático de la electrónica de radio teórica, es necesario aclarar el significado significativo del concepto de "señal". De acuerdo con la señal tradicionalmente aceptada, el proceso de cambio del tiempo del estado físico de cualquier objeto que sirva para mostrar, registrarse y transmitir mensajes.
La gama de problemas basados \u200b\u200ben los conceptos de "mensaje", "Información", muy amplia. Es un objeto de atención cercana de ingenieros, matemáticos, lingüistas, filósofos.
Empezando a estudiar cualquier objeto o fenómeno, en la ciencia, siempre buscan su clasificación preliminar.
Las señales se pueden describir a través de modelos matemáticos. Para hacer señales como un objeto de estudio teórico y cálculos, se debe especificar el método de su descripción matemática, es decir, Crea un modelo matemático de la señal de prueba. El modelo matemático de la señal puede ser, por ejemplo, una dependencia funcional, cuyo argumento es el tiempo.
Crear un modelo (en este caso de una señal física) es el primer paso significativo en el camino del estudio sistemático de las propiedades del fenómeno. En primer lugar, el modelo matemático le permite abstraer de la naturaleza específica del portador de la señal. En la ingeniería de radio, el mismo modelo matemático con éxito igual describe la intensidad de campo de corriente, voltaje, electromagnética, etc.
El lado esencial del método abstracto basado en el concepto de un modelo matemático es que tenemos la oportunidad de describir exactamente las propiedades de las señales que actúan objetivamente como definitivamente importantes. Al mismo tiempo, se ignora una gran cantidad de signos secundarios. Por ejemplo, en la abrumadora mayoría de los casos, es extremadamente difícil elegir dependencias funcionales precisas que correspondan a las oscilaciones eléctricas observadas experimentalmente. Por lo tanto, el investigador, guiado por todo el conjunto de información disponible para él, elige del arsenal en efectivo de modelos matemáticos de señales, que en una situación específica, el mejor y más fácilmente describió el proceso físico. Por lo tanto, la elección del modelo es un proceso creativo de gran grado.
Conociendo modelos matemáticos de señales, puede comparar estas señales entre sí, para establecer su identidad y distinción, para realizar una clasificación.
Desde un punto de vista de información, las señales deterministas no contienen información, pero pueden servir como modelos convenientes para estudiar el tiempo y las propiedades espectrales de las señales.
Las señales reales que contienen información actúan como aleatorio. Pero los modelos matemáticos de tales señales son extremadamente complejos e inconvenientes para estudiar las propiedades espectrales de las señales espectrales.
Las señales deterministas se dividen en gerentes (baja frecuencia) y señales de radio (oscilaciones de alta frecuencia). Las señales de control aparecen en el sitio de la información (señales de varios sensores) y se pueden dividir en periódicos y no periódicos. Este documento está dedicado a modelar la hora y las propiedades espectrales de las señales periódicas.
Al analizar señales periódicas, hubo una amplia distribución de ellos en los sistemas de funciones ortogonales, por ejemplo, Walsh, Chebyshev, Lagger, SINUS y coseno y otros.
El sistema ortogonal de funciones trigonométricas básicas: los senos y los coseros de múltiples argumentos se distribuyeron más ampliamente. Esto se explica por varias razones. Primeramente, la oscilación armónica es la única función del tiempo que conserva su forma al pasar a través de cualquier cadena lineal.(con parámetros constantes). Solo la amplitud y la fase de las oscilaciones cambian. En segundo lugar, la descomposición de la señal compleja de acuerdo con los senos y los cosines permite el uso de un método simbólico diseñado para analizar la transferencia de oscilaciones armónicas a través de cadenas lineales. Según esto, así como por otras razones, el análisis armónico se extendió en todos los sectores de la ciencia y la tecnología modernas.
Si tal señal se presenta como una suma de oscilaciones armónicas con diferentes frecuencias, dicen que descomposición espectralde esta señal. Los componentes armónicos separados de la señal representan su espectro. El diagrama espectral de la señal periódica es una imagen gráfica de los coeficientes de la serie Fourier para una señal específica. Hay amplitud y diagramas espectrales de fase, es decir, Módulos y argumentos de coeficientes complejos de la serie Fourier, que determinan completamente la estructura del espectro de frecuencias de las oscilaciones periódicas.
Particularmente interesado en un diagrama de amplitud, que le permite juzgar el contenido porcentual de ciertos armónicos en el espectro de la señal periódica.
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Conceptos básicos del procesamiento de la señal digital (ODC).
Profesor: Kuznetsov Vadim Vadimovich
Https://github.com/ra3xdh/dsp-rpd.
Https://github.com/ra3xdh/rtuis-labs
Pregunta. Señales radiotécnicas. Clasificación.
Las señales pueden ser voltaje, corriente, fuerza de campo. En la mayoría de los casos, las oscilaciones electromagnéticas son portadores de señales de ingeniería de radio. El modelo matemático de la señal generalmente sirve como una dependencia funcional del argumento de los cuales es el momento (dependencia del voltaje en la cadena de tiempo). Para las señales deterministas basadas en un modelo matemático, puede encontrar el valor instantáneo de la señal en cualquier momento. Un ejemplo de una señal determinista es un voltaje sinusoidal, F \u003d 50Hz w \u003d 314C ^ -1.
Las señales de pulso existen solo dentro del segmento final del tiempo. Ejemplos de señales de pulso: Pulso de video (Fig. 2A) y pulso de radio (Fig. 2B).
Si el proceso físico de la señal de generación se desarrolla en el tiempo de tal manera que se puede medir en cualquier momento de tiempo, las señales de esta clase se denominan analógicas. La señal analógica puede representarse mediante un horario para su cambio en el tiempo, es decir, un oscilograma.
Las señales discretas se describen mediante un conjunto de muestras a intervalos iguales. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de una señal discreta.
Las señales digitales son un tipo especial de discreto. Los valores de los informes se representan como números. Normalmente usan números binarios con alguna dimensión. Un ejemplo de una señal digital se muestra en la Tabla 1.
Señales análogas.
La señal periódica S (T), el período T tiene la siguiente propiedad: S (t) \u003d S (t ± nt) n \u003d 1,2, .. Un ejemplo de una señal periódica se muestra en la Figura 4.
El período de señal está asociado con la frecuencia F y una frecuencia circular W por la siguiente relación: f \u003d 1 / t \u003d w / 2π. Otros ejemplos de señales periódicas se muestran en la Figura 5.
Pregunta. Señal modulada. Conceptos básicos de modulación.
En la señal de amplitud modulada, la frecuencia y la fase de la señal RF sinusoidal cambia al tacto con la NF. La señal de LF se superpone en el portador.
1. Modulación de amplitud (AM).
S (t) - BEEP, - Portador de señal RF, coeficiente de modulación M.
Un ejemplo de una señal modulada se muestra en la Figura 6.
2. Modulación de frecuencia (FM: FM). La amplitud del portador permanece sin cambios, y la frecuencia portadora cambia con la señal modulada.
El oscilograma de la señal modulada por la frecuencia se muestra en la Figura 7.
3. Modulación de fase (FM: PM). . El oscilograma de la señal FM se muestra en la Figura 8.
Durante una fase de medio período positivo, las oscilaciones moduladas están por delante de la fase de oscilación de la frecuencia portadora, con el período de las oscilaciones disminuye, y aumenta la frecuencia. Durante el período negativo de la fase de voltaje de modulación de los retrasos de la oscilación modulada detrás de la fase de las oscilaciones portadoras. Así, FM es al mismo tiempo una Copa del Mundo. Para el FM, el juicio inverso es cierto: la modulación de frecuencia es simultáneamente modulación de fase. FM se utiliza en comunicaciones de radio profesionales.
Características de Sigma y Delta.
La función Sigma está establecida por la siguiente expresión:
Función Delta: impulso de amplitud infinitamente grande e infinitamente de duración. (Fig. 10).
La función Delta se deriva de la función SIGMA.
Si la señal definida por la función continua se multiplica por la función Delta e integra a tiempo, entonces el resultado será el valor de la señal instantánea en el punto donde se concentra el pulso delta.
Desde las propiedades del filtro de la función Delta, se sigue el diagrama del valor de señal instantáneo.
Las funciones de Sigma y Delta se utilizan para analizar el paso de las señales analógicas y digitales a través de sistemas lineales. La respuesta del sistema, se lava, se lavó, un delta-impulso se llama la característica del pulso del sistema H (T).
Pregunta. Poder de poder y señal.
Si no hay un voltaje constante para la resistencia, y se aplica la señal de variable S (T), entonces la potencia también será variable (alimentación instantánea).
En la teoría de las señales, generalmente se cree que r \u003d 1. w \u003d s (t) ^ 2. Para encontrar la energía de la señal, es necesario integrar la potencia sobre todo el rango;
Para las señales infinitas en el tiempo, la potencia moderada se puede definir de la siguiente manera:
W \u003d [w], e \u003d [(b ^ 2) * c]
Es esta energía que se libera en la resistencia de resistencia de 1 ohm, si se aplica la tensión S (T).
Si la señal se emite en un determinado intervalo T, entonces se considera la potencia de señal promedio.
Análisis espectral de señales.
Pregunta. Expanda la señal analógica en la serie Fourier.
Un ejemplo de la presentación de una señal de aserrín en forma de suma de señales sinusoidales con diferentes amplitudes y fase se muestra en la FIG. 12.
Introducimos la frecuencia principal de la señal periódica con el período T: W_1 \u003d 2PI / T. La señal periódica durante la descomposición en la serie Fourier se representa como la suma de señales o armónicos sinusoidales, con frecuencias de múltiples frecuencias principales: 2W_1, 3W_1 ... Las amplitudes de estas señales se denominan coeficientes de descomposición. La serie Fourier se registra en forma de una suma de armónicos:
Forma real de una serie de Fourier:
Usando la forma conocida de una entrada desde el curso de la ingeniería eléctrica en forma de un número complejo, la serie Fourier se presenta en el formulario:
Esta expresión incluye armónicos con frecuencias negativas. La frecuencia negativa no es un concepto físico, se asocia con el método de representación de números integrados. Dado que la suma del armónico debe ser un número válido, entonces cada armónico corresponde al complejo conjugado armónico C -Ω. En el valor absoluto de la amplitud de armónicos con frecuencias positivas y negativas son iguales.
Pregunta. Diagramas espectrales.
Hay amplitud y diagramas espectrales de fase. A lo largo del eje horizontal, las frecuencias del armónico son colocadas, verticalmente - amplitudes (fases). Si el módulo de la serie Fourier se representa en una forma compleja, a lo largo del eje X, posponen la frecuencia circular positiva y negativa.
Un ejemplo de un espectro de una señal periódica analógica. (Pwm)
Considere una secuencia de pulsos rectangulares con un período t, duración τ y amplitud A.
Lujo.
El oscilograma de tal señal se proporcionó en la Figura 13.
El componente constante de la señal rectangular.
b n \u003d 0.
El diagrama espectral para la secuencia de pulsos rectangulares se muestra en la FIG. catorce.
Desde el espectro del diagrama, se puede ver que la duración del pulso del pulso disminuye con un aumento de la duración. La secuencia de pulsos rectangulares tiene una composición espectral más rica, hay más armónicos en el espectro y más amplitudes. Por lo tanto, la reducción en la duración del pulso conduce a la expansión del espectro. Una amplia señal de espectro puede interferir.
El cálculo de la serie Fourier se realiza utilizando paquetes matemáticos.
Transformación de Fourier.
Se utiliza para expandir el área de señales permisibles.
Distinguir la transformación directa y inversa.
Pregunta. Conversión directa (transición de la señal al espectro).
Sea s (t) una señal de pulso única de la duración final. Se complementa con el mismo periódicamente por la siguiente señal, con un período de T. Obtenemos una secuencia de pulsos (Fig. 15).
Para continuar con la transformación de Fourier y encontrar el espectro de un solo impulso, es necesario encontrar el límite de la serie Fourier en una forma integral cuando
Cálculo del espectro:
El lavado físico de la densidad espectral es que es la proporción de la proporcionalidad entre el rango de frecuencia largo y largo Δf en la frecuencia más corta posible f 0 y la amplitud de la señal armónica con la frecuencia F 0. La señal S (t) parece ser de una pluralidad de diferentes señales sinusoidales de pequeña amplitud. El espectro de densidad muestra la contribución a la señal de las señales sinusoidales elementales de cada frecuencia.
El espectro de densidad de probabilidad es un número complejo y se muestra la curva en el plano complejo.
Número válido - amplitud espectro
Espectro de potencia
Espectro de fase
Propiedades de transformación de Fourier
Linealidad: la suma de la suma de varias señales se multiplica a los coeficientes constantes es igual a la suma de estas señales. Si la amplitud de la señal cambia y una vez, su densidad espectral también cambia y una vez.
Propiedad de partes reales e imaginarias del espectro. La parte real del espectro, es decir, un espectro de amplitud es una función de frecuencia uniforme. El espectro de amplitud es simétrico con respecto a la frecuencia cero. La parte imaginaria del espectro es una función de frecuencia impar. Espectro de fase de antisimétrico en relación con frecuencia cero.
Señal de desplazamiento a lo largo del tiempo. Cuando la señal se desplaza a tiempo, el espectro de amplitud no cambia, y el espectro de fase se desplaza por fase.
El espectro de la señal de las señales es igual a la convolución de espectros y viceversa.
La propiedad se utiliza para encontrar la señal de salida si se conoce AHH.
El sistema lineal y las señales en su entrada y salida se muestran en la Figura 20.
Funciones del delta del espectro.
El Spectrum Delta-Pulse contiene todas las frecuencias de 0 a.
El espectro de la derivada e integral.
Comunicación con Fourier Filas.
Conocer la conversión por un período de la señal periódica se puede calcular su descomposición en la serie Fourier.
Un ejemplo de calcular el espectro de una señal de pulso.
Calculamos el espectro de un pulso de video rectangular con amplitud y durabilidad. El pulso se encuentra simétricamente en relación con el comienzo de la referencia (Fig. 22).
Ir de una frecuencia circular a la frecuencia f.
El espectro de amplitud se muestra en (Fig. 23).
El espectro de fase se muestra en (Fig. 24).
El espectro de potencia se muestra en (Fig. 25).
Pregunta. Transformación inversa de Fourier.
La condición para la existencia de la densidad espectral de la señal.
Análisis espectral de señales integrables.
La señal se puede comparar la densidad espectral si la señal está absolutamente integrada.
Una señal completamente integrada no incluye oscilaciones armónicas y corriente permanente.
Ejemplos de señales completamente integrables y no integrables en (Fig. 16).
Los espectros de tales señales están representadas a través de las funciones delta.
El espectro del nivel permanente Una señal es un delta de pulso, ubicado en frecuencia cero ().
El significado físico de esta expresión es la señal, el módulo permanente y en el tiempo tiene un componente permanente solo en frecuencia cero.
Espectro sinusoidal.
Cualquier señal periódica puede representarse cerca de Fourier en una forma integral, es decir, como una suma de señales sinusoidales.
Los espectros de CC, las señales sinusoidales y periódicas se muestran en (Fig. 17).
En el analizador de espectro, el espectro de la señal periódica se observará como una secuencia de pulsos puntiagudos. Las amplitudes de estos pulsos son proporcionales a las amplitudes de armónicos. El tipo típico de espectro se presenta en (Fig. 18).
El análisis espectral se puede aplicar a las señales aleatorias. Para ellos, se considera el espectro de energía. Por ejemplo, considere el ruido blanco (Fig. 1).
Preguntas al examen estatal.
en el curso "Procesamiento de señal digital y procesadores de señales".
(Korneev D.A.)
Entrenamiento de correspondencia
Clasificación de señales, energía y poder de las señales. Fourier Filas. Forma de sine-cosine, forma real, forma integral.
Clasificación de señales utilizadas en la ingeniería de radio.
Desde un punto de vista informativo, las señales se pueden dividir en determinadoy aleatorio.
Determinista Cualquier señal se denomina valor instantáneo de las cuales en cualquier momento se puede predecir con una unidad de probabilidad. Los ejemplos de señales deterministas pueden ser pulsos o paquetes de pulso, formulario, amplitud y posición de tiempo que se conocen, así como una señal continua con amplitudes predeterminadas y relaciones de fase dentro de su espectro.
A aleatoriose refiere las señales, los valores instantáneos de los cuales son de anticipación son desconocidos y se pueden predecir solo con alguna probabilidad de una unidad más pequeña. Tales señales son, por ejemplo, una tensión eléctrica correspondiente al habla, la música, la secuencia de los signos del código de telégrafo al transmitir texto que no se repiten. Las señales radiales también incluyen la secuencia de pulsos de radio en la entrada del receptor de radar, cuando las amplitudes de los pulsos y las fases de su relleno de alta frecuencia se fluctuan debido a los cambios en las condiciones de distribución, la posición del objetivo y algunos otras razones. Puede traer una gran cantidad de otros ejemplos de señales aleatorias. Esencialmente, cualquier señal que transporta información debe considerarse aleatoria.
Las señales deterministas enumeradas anteriormente, "totalmente conocidas", no hay información ya no. En el futuro, tales señales a menudo se denotarán por el término fluctuar.
Junto con las señales aleatorias útiles en teoría y la práctica, es necesario lidiar con el ruido de interferencia aleatorio. El nivel de ruido es el factor principal que limita la velocidad de transferencia de información a una señal dada.
Señal analógica señal discreta
Señal digital de señal cuantificada
Higo. 1.2. Señala en tamaño arbitraria y en tiempo (a), arbitraria más grande y discreta en el tiempo (b), cuantificada en tamaño y continua en el tiempo (b), tiempo cuantificado y discreto (g)
Mientras tanto, las señales de la fuente del mensaje pueden ser continuas y discretas (digitales). En este sentido, las señales utilizadas en la electrónica de radio moderna se pueden dividir en las siguientes clases:
arbitrario y continuo en el tiempo (Fig. 1.2, a);
arbitraria más grande y discreta en el tiempo (Fig. 1.2, B);
tiempo cuantificado más grande y continuo (Fig. 1.2, C);
cuantificó en tamaño y discreto en el tiempo (Fig. 1.2, D).
Las señales de primera clase (Fig. 1.2, a) a veces se llaman cosa análogaYa que pueden interpretarse como modelos eléctricos de cantidades físicas, o continuas, ya que se especifican a lo largo del eje de tiempo en el conjunto incontable de puntos. Tales conjuntos se denominan continuos. Al mismo tiempo, a lo largo del eje de la ordenada, las señales pueden tomar cualquier valor en un determinado intervalo. Dado que estas señales pueden tener desgloses, como en la FIG. 1.2, pero, con el fin de evitar incorrectos al describir, es mejor denotar dichas señales al término continuo.
Por lo tanto, la señal continua S (T) es la función de una variable continua T, y la señal discreta S (X) es la función de la variable XX discreta, que solo toma valores fijos. Se pueden crear señales discretas directamente la fuente de información (por ejemplo, sensores discretos en sistemas de control o telemetría) o para formarse como resultado de un muestreo de señales continuas.
En la Fig. 1.2, B es una señal especificada en el tiempo discreto T (en el conjunto de puntos de conteo); La magnitud de la señal en estos puntos puede tomar cualquier valor en un determinado intervalo a lo largo del eje de la ordenada (como en la FIG. 1.2, a). Por lo tanto, el término discreto caracteriza a la señal en sí, sino el método para configurarlo en el tiempo del eje.
Señal en la FIG. 1.2, en todo el tiempo del Eje, sin embargo, su valor puede tomar solo valores discretos. En tales casos, hablan de la señal cuantificada por nivel.
En el futuro, el término discreto se aplicará solo con respecto al muestreo de tiempo; La discreción en el mismo nivel se denota por el término cuantificación.
La cuantificación se utiliza al ver señales en forma digital utilizando la codificación digital, ya que los niveles se pueden numerar con números con un número finito de descargas. Por lo tanto, el tiempo discreto y la señal cuantificada (Fig. 1.2, D) se mencionarán en el futuro.
Por lo tanto, es posible distinguir entre continuas (Fig. 1.2, a), discreto (Fig. 1.2, B), cuantificadas (Fig. 1.2, B) y digitales (Fig. 1.2, D) señales.
Cada una de estas clases de señales se puede poner en línea con un circuito analógico, discreto o digital. La relación entre la vista de la señal y la vista de la cadena se muestra en el circuito funcional (Fig. 1.3).
Al procesar una señal continua utilizando un circuito analógico, no se requieren transformaciones de señal adicionales. Al procesar la misma señal continua utilizando una cadena discreta, se requieren dos conversiones: señalización de la señal de tiempo en la entrada de la cadena discreta y la transformación inversa, es decir, la restauración de la estructura de señal continua en la salida de la cadena discreta.
Para una señal arbitraria. s (t) \u003d a (t) + jb (t), donde A (T) y B (t) son funciones reales, la potencia instantánea de la señal (densidad de distribución de energía) está determinada por la expresión:
w (t) \u003d s (t) s * (t) \u003d a 2 (t) + b 2 (t) \u003d | s (t) | 2.
La energía de la señal es igual a la integral del poder durante todo el intervalo de la existencia de la señal. En el límite:
E s \u003d w (t) dt \u003d s (t) | 2 dt.
En esencia, la potencia instantánea es la densidad de la potencia de la señal, ya que la medición de la potencia es posible solo a través de la energía asignada a ciertos intervalos de longitud distinta de cero:
w (t) \u003d (1 / dt) | s (t) | 2 dt.
La señal S (t) se estudia, como regla general, en un determinado intervalo T (para señales periódicas, dentro de un período t), mientras que la potencia de la señal promedio:
W t (t) \u003d (1 / t) w (t) dt \u003d (1 / t) | s (t) | 2 dt.
El concepto de poder promedio también se puede distribuir a las señales de desafortunado cuya energía es infinitamente grande. En el caso de un intervalo ilimitado, que determina estrictamente la potencia de la señal promedio generada por la fórmula:
W s \u003d w (t) dt.
La idea de que cualquier función periódica se puede representar como una serie de senos y coseno armoniosamente relacionados con los senos y coseno, Baron Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830).
Fila de Fourier Funciones F (x) parecen en la forma
Antes de continuar con el estudio de cualquier fenómeno, procesos u objetos, en la ciencia, siempre se esfuerzan por realizar su clasificación de acuerdo con posibles más señales. Ingresaremos un intento similar en relación con las señales de la ingeniería de radio e interferencia.
Los conceptos básicos, los términos y definiciones en el campo de las señales de ingeniería de radio establecen la norma estatal "Señales de ingeniería de radio. Términos y definiciones". Las técnicas de radio son muy diversas. Se pueden clasificar por una serie de señales.
1. Las señales de ingeniería de radio se consideran convenientemente en forma de funciones matemáticas especificadas en el tiempo y las coordenadas físicas. Desde este punto de vista, las señales se dividen en unidimensional y multidimensional. En la práctica, las señales unidimensionales son las más comunes. Por lo general, son las funciones del tiempo. Las señales multidimensionales consisten en una pluralidad de señales unidimensionales, y además, reflejan su posición en norte-espacio dimensional. Por ejemplo, las señales que llevan información sobre la imagen de un sujeto, la naturaleza, una persona o un animal son características y tiempo y posición en el plano.
2. De acuerdo con las características de la estructura de representación temporal, todas las señales de ingeniería de radio se dividen en cosa análoga, discreto y digital. En la conferencia №1, ya se consideraron sus principales características y diferencias entre sí.
3. De acuerdo con el grado de presencia de una información a priori, toda la variedad de señales de ingeniería de radio es habitual para dividir en dos grupos principales: determinado (regular) y aleatorio Señales. Las llamadas letradas se denominan señales radiotécnicas, cuyos valores instantáneos cuyos en cualquier momento son conocidos de manera confiable. Un ejemplo de una señal radiotécnica determinista puede ser una oscilación armónica (sinusoidal), secuencia o paquete de pulsos, forma, amplitud y una posición temporal de la cual se conoce de antemano. En esencia, la señal determinista no lleva ninguna información y casi todos sus parámetros se pueden transferir a través del canal de radio con uno o más valores de código. En otras palabras, las señales deterministas (mensajes) esencialmente no contienen información, y no hay ningún punto para transmitirlas. Por lo general, se utilizan para probar sistemas de comunicación, canales de radio o dispositivos individuales.
Se dividen las señales deterministas en periódico y no PERIODICO (legumbres). La señal de pulso es una señal de energía finita, significativamente diferente de cero para un intervalo de tiempo limitado, proporcionalmente con el final del proceso de transición en el sistema, para el impacto de la que se pretende esta señal. Las señales periódicas están ahí armónico, es decir, solo un armónico que contiene solo, y poliharmónico, cuyo espectro consiste en muchos componentes armónicos. Las señales armónicas incluyen señales descritas por la función sinusal o coseno. Todas las demás señales se llaman polieharmónicos.
Señales aleatorias - Estas son las señales, cuyos valores instantáneos son desconocidos en cualquier momento y no se pueden predecir con una probabilidad igual a una. Si no es paradójicamente a primera vista, sino que la información útil del portador de señales solo puede ser una señal aleatoria. La información en él se coloca en una pluralidad de amplitud, frecuencia (fase) o cambios de código de la señal transmitida. En la práctica, cualquier señal radiotelécnica en la que se establece la información útil debe considerarse al azar.
4. En el proceso de transmisión de información, las señales pueden someterse a una u otra transformación. Esto se refleja generalmente en su nombre: señales. modulado, demodulado(detectado), codificado (descifrado), reforzado, detenidos, discretizado, cuantificado y etc.
5. Por destino, ¿qué señales tienen en el proceso de modulación, se pueden dividir en modulación (señal primaria que modula la oscilación portadora) o modulado (Oscilación portadora).
6. Según la pertenencia a este o ese tipo de sistemas de transmisión de información distingue teléfono, telégrafo, transmisión, televisión, radar, gerente, medición Y otras señales.
Considere ahora la clasificación de la interferencia de la ingeniería de radio. Debajo obstáculo radiotécnico Comprenda una señal aleatoria, homogénea con útil y actuando simultáneamente con él. Para los sistemas de comunicación de radio de interferencia, este es cualquier impacto accidental en una señal útil, empeorando la lealtad para reproducir los mensajes transmitidos. La clasificación de la interferencia de la ingeniería de radio también es posible para una serie de signos.
1. En la aparición de interferencias, se dividen en externo y interno. Sus principales tipos ya se consideraron en las conferencias Nº 1.
2. Dependiendo de la naturaleza de la interferencia de interferencia con una señal distinguida. aditivo y multiplicativo interferencia. El aditivo es un obstáculo que se resume con una señal. El multiplicativo se llama un obstáculo que varía con la señal. En los canales de comunicación reales, el aditivo y las interferencias multiplicativas generalmente ocurren.
3. De acuerdo con las propiedades principales, la interferencia de aditivos se puede dividir en tres clases: enfocado en el espectro (Interferencia de banda estrecha), interferencia de pulso (enfocado en el tiempo) y interferencia de fluctuación(ruidos de fluctuación), no limitado en el tiempo ni en el espectro. Enfocado en el espectro se llama interferencia, la mayor parte de la potencia de la cual se encuentra en áreas separadas del rango de frecuencia, ancho de banda de ancho de banda más pequeño del sistema radiotécnico. Una interferencia de pulso es una secuencia regular o caótica de señales de pulso uniforme con una señal útil. Las fuentes de tales interferencias son elementos digitales y de desplazamiento de las cadenas o dispositivos de ingeniería de radio junto a ellos. El impulso y la interferencia concentrada a menudo se llaman. poniendo.
Entre la señal e interferencia no hay una diferencia fundamental. Además, existen en unidad, aunque opuestos a su acción.
Procesos aleatorios
Como se mencionó anteriormente, la característica distintiva de la señal aleatoria es que sus valores instantáneos no son predecibles por adelantado. Casi todas las señales e interferencias reales aleatorias son una función caótica del tiempo, cuyos modelos matemáticos son los procesos aleatorios estudiados en la ingeniería de radio estadística de la disciplina. Proceso aleatorio Es habitual llamar a una función aleatoria del argumento. t.dónde t. Tiempo actual. El proceso aleatorio se denota por las letras mayúsculas del alfabeto griego ,. Disponible y otra designación si se especifica de antemano. El tipo específico de proceso aleatorio, que se observa durante la experiencia, por ejemplo, el osciloscopio se llama implementación de este proceso aleatorio. Tipo de implementación concreta x (t) Se puede establecer en una cierta dependencia funcional del argumento. t.o calendario.
Dependiendo de los valores continuos o discretos, tome el argumento. t.e implementación h., Distinguir cinco tipos básicos de procesos aleatorios. Expliquemos estas especies con ejemplos.
El proceso aleatorio continuo se caracteriza por el hecho de que t.y h. Son valores continuos (Fig. 2.1, a). Dicho proceso, por ejemplo, es ruido en la salida del receptor de radio.
El proceso aleatorio discreto se caracteriza por el hecho de que t. es una magnitud continua, y h. - Discreto (Fig. 2.1, B). La transición de k ocurre en cualquier momento. Un ejemplo de dicho proceso es el proceso que caracteriza el estado del sistema de mantenimiento masivo cuando el sistema salta a los momentos de tiempo arbitrarios t. Se mueve de un estado a otro. Otro ejemplo es el resultado de la cuantización del proceso continuo solo en términos de nivel.
La secuencia aleatoria se caracteriza por el hecho de que t.es discreto, y H. - Valores continuos (Fig. 2.1, B). Como ejemplo, puede especificar muestras temporales en puntos específicos de tiempo desde el proceso continuo.
La secuencia aleatoria discreta se caracteriza por el hecho de que t. y h. Son valores discretos (Fig. 2.1, D). Dicho proceso se puede obtener como resultado de la cuantización en el tiempo y el muestreo a tiempo. Tales son señales en los sistemas de comunicación digital.
El flujo aleatorio es una secuencia de puntos, funciones delta o eventos (Fig. 2.1, D, G) en momentos aleatorios del tiempo. Este proceso se usa ampliamente en la teoría de la confiabilidad cuando el flujo de fallas de tecnología de radio-electrónicos se considera como un proceso aleatorio.
El uso de la señal "simple" simple, como un pulso de radio con una forma simple de la envoltura y el llenado de alta frecuencia de la vibración de la frecuencia constante, generalmente se acepta. Para señales simples, el producto del ancho del espectro A / por duración. A, esos. La base de la señal B igual al producto de la tira ocupada por la señal a su duración es un valor cercano a "1":
En particular, el pulso rectangular con una frecuencia constante de llenado se refiere a la clase de señales simples, ya que para ello A / * / x y; En \u003d t b, Y, por lo tanto, se cumple una condición (4.11).
Señales para las cuales el trabajo de su duración en el ancho del espectro, G.E. La base, excede significativamente la unidad (B \u003e\u003e 1), se llamó "complejo" (señales de forma compleja).
Para aumentar la exactitud potencial de medir el rango en el radar, es necesario usar señales con un amplio espectro. Al restringir la potencia de pulso pico para mantener el rango de la RTS, es recomendable expandir el espectro de la señal de sondeo, no debido a su acortamiento, sino al introducir una fase intra-pulso o una modulación de frecuencia, es decir, Cambiando a señales complejas.
Pulso de radio con modulación de frecuencia lineal.
En el radar, las señales de pulso modificadas con frecuencia lineal (LFM), cuya frecuencia portadora se puede presentar en forma de:
donde / 0 es el valor de frecuencia inicial; D / D / DVIACIÓN DE FRECUENCIA; T y - duración del pulso. La ley lineal del cambio en la frecuencia (4.12) corresponde a la ley cuadrática de cambiar la fase de la señal LFM:
En el pulso LFM con el sobre de la forma rectangular presentada en la FIG. 4.9, el envoltura compleja tiene la forma:
Higo. 4.9.
La función de desajuste normalizada tiene el formulario:
Esta función describe el alivio del cuerpo de la incertidumbre de un pulso LFM rectangular, la sección transversal de la cual el plano vertical Q \u003d 0 es la envoltura del pulso LFM en la salida del filtro acordado en ausencia de un trastorno de frecuencia. Su gráfico se presenta en la FIG. 4.10 Línea Sólida. Para comparación, la línea recta muestra la envoltura del pulso de radio rectangular con una frecuencia constante de llenado y duración. t N. A la salida de la SF. Como se puede ver en este patrón, cuando el pulso LFM pasa a través de la SF, se comprime a tiempo. Si el pulso tenía una duración de t, "\u003d t y, entonces, la duración del pulso en la salida del pulso x OSH \u003d T (1 a d 2,47g (en términos de 0.5). Luego el coeficiente de compresión.
Higo. 4.10.
La relación de compresión es directamente proporcional a la desviación de la frecuencia. Dado que la duración del pulso y la desviación de la frecuencia se pueden configurar independientemente entre sí, es posible implementar una gran relación de compresión.
Dado hasta L "Antes, hasta: el ancho del espectro del pulso LFM, la relación de compresión (15.15) resulta ser casi igual a la base de datos. A C & B (Esto se aplica a todas las señales complejas). Una señal compleja con la ayuda de la SF puede ser exprimida por una duración por un valor igual a la base de la señal.
Explique la compresión de la señal LFM en la SF. Señal LFM mostrada en la FIG. 4.9, corresponde a un filtro consistente con característica pulsada (Fig. 4.11). El caracterismo del impulso hace cumplir la respuesta del sistema al impacto del impulso delta. En la salida del filtro, de acuerdo con el procedimiento de Culk para el impacto de la reacción de pulso, los componentes de una frecuencia más alta aparecen primero, y luego bajar, es decir, Los componentes de alta frecuencia se retrasan en un filtro en menor medida que la baja frecuencia. Las frecuencias más bajas del pulso LFM llegan a la entrada SF antes (ver Fig. 4.9), pero se retrasan en mayor medida; Actúa frecuencias más altas, pero detenga menos. Como resultado de un grupo de varias frecuencias, se combina el acortamiento del pulso.
Higo. 4.11.
Las líneas de retardo (PA) en ondas acústicas de superficie (surfactante) se utilizan como filtros. En la entrada y salida de la LZ, los transductores PIN incorporados (VSP) convierten la energía del campo eléctrico en mecánico y posterior. Para diferentes frecuencias, la longitud de radiación activa y los componentes de alta frecuencia se ponen al día con la baja frecuencia. Por lo tanto, se implementa la compresión de los pulsos LFM.
Una resolución conjunta de los pulsos LFM-IM en el tiempo y la frecuencia es mucho más complicada que la resolución de los mismos pulsos, pero uno de los parámetros (con el valor conocido de otro parámetro). Esto se desprende del diagrama de la incertidumbre del pulso de radio LFM (Fig. 4.12). Fig - 41 2. Tabla
^ Incertidumbre
Una resolución articular de las señales en el depósito-pulso de la depresión y la frecuencia es posible si sus parámetros están fuera del área seleccionada.
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