www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

ТИМ, что выходной отклик y(t) является достаточно хорошим приближением исходного импульса x(t), показанного пунктиром.

Спектр входного сигнала

Передаточная функция фильтра


\X{f)\

\H{f)\


Рис. 1.15. Спектральные характеристики входного сигнала и вклад цепи в спектральные характеристики выходного сигнала: а) случай 1. Ширина выходной полосы ограничена шириной полосы входного сигнала, 6) случай 2. Ширина выходной полосы ограничена шириной полосы фильтра

Этот случай является примером хорошей точности воспроизведения. В примере 2, где Wp = Wf, переданный импульс все еще можно распознать. Пример 3 иллюстрирует случай, когда Wp raquo; Wf. Видим, что по форме y(f) импульс едва угадывается. Где может понадобиться большая ширина полосы (или хорошая точность воспроизведения), как в примере I? Это могут быть дистанционные приложения большой точности, где на время прибытия импульса влияет расстояние, что требует импульсов с малыми временами нарастания. Какой пример демонстрирует двоичные приложения цифровой связи? Пример 2. Как указывалось ранее (рис. 1.1), одной из принципиальных особенностей двоичной цифровой связи является то, что требуется всего лишь точно почувствовать, к какому из двух возможных состояний принадлежит каждый принятый импульс. Пример 3 был включен для полноты обсуждения; в реальных системах подобные схемы не используются.

1.7. Ширина полосы при передаче цифровых данных

1.7.1. Видеосигналы и полосовые сигналы

Легким способом трансляции спектра низкочастотного сигнала (или видеосигнала) x{t) на более высокую частоту является умножение сигнала на несущий сигнал cos 2nf или перенос колебаний, как показано на рис. 1.18. Результирующий сигнал х lt;.(0 называется двухполосньш (double sideband - DSB) модулированным сигналом и выражается следующей формулой:

Xcit)=x{t)cos2nfct.

(1.70)

1.7. Шиоина полосы пои пеоедаче цифоовых данных



нием вида x(t) = 5 cos lOf. Для случайного сигнала такое выражение написать невозможно. Впрочем, при наблюдении случайного сигнала (также называемого случайным процессом) в течение достаточно длительного периода времени, могут отмечаться некоторые закономерности, которые можно описать в терминах вероятности и среднее статистическое. Такая модель, в форме вероятностного описания случайного процесса, особенно полезна для описания характеристик сигналов и шумов в системах связи.

1.2.2. Периодические и непериодические сигналы

Сигнал x{t) называется периодическим во времени, если существует постоянное Tq gt; О, такое, что

x{t)-x(t+To) для-оо lt;г lt;с laquo;, (1.2)

где через t обозначено время. Наименьшее значение Го, удовлетворяющее этому условию, называется периодом сигнала x(t). Период Го определяет длительность одного полного цикла функции x(t). Сигнал, для которого не существует значения Го, удовлетворяющего уравнению (1.2), именуется непериодическим.

1.2.3. Аналоговые и дискретные сигналы

Аналоговый сигнал x{t) является непрерывной функцией времени, т.е. x{t) однозначно определяется для всех t. Электрический аналоговый сигнал возникает тогда, когда физический сигнал (например, речь) некоторым устройством преобразовывается в электрический. Для сравнения, дискретный сигнал х{кТ) является сигналом, существующим только в дискретные промежутки времени; он характеризуется последовательностью чисел, определенных для каждого момента времени, кТ, где к - целое число, а Г - фиксированный промежуток времени.

1.2.4. Энергетические и мощностные сигналы

Электрический сигнал можно представить как изменение напряжения v(0 или силы тока j(0 с мгновенной мощностью p{f) на сопротивлении ЭТ:

Р(0 = (1.3,а)

р(0 = (2(0ЭТ. (1.3,6)

В системах связи мощность часто нормируется (предполагается, что сопротивление iH равно 1 Ом, хотя в реальном канале оно может бьпъ любым). Если требуется определить действительное значение мощности, оно получается путем денормирования нормированного значения. В нормированном случае уравнения (1.3,а) и (1.3,6) имеют одинаковый вид. Следовательно, вне зависимости от того, представлен сигнал через напряжение или силу тока, нормированная форма позволяет нам выразить мгновенную мощность как

P(f)={i), (1-4)



Амплитудный спектр \)((f)\ видеосигнала x{t) с шириной полосы / и амплитудный спектр \Xc(f)\ двухполосного сигнала xt) с шириной полосы Wqsb показаны на рис. l.lS,6,e. На фафике \){\ спектральные компоненты, соответствующие положительным частотам видеосигнала, находятся в диапазоне от / до + f ). Эта часть спектра двухполосного сигнала называется верхней боковой полосой (upper sideband - USB). Спектральные компоненты, соответствующие отрицательным частотам видеосигнала, лежат в диапазоне от (/ -/J до fc- Эта часть спектра двухполосного сигнала называется нижней боковой полосой (lower sideband - LSB). Кроме того, в области отрицательных частот находятся зеркальные изображения спектров нижней и верхней боковых полос. Несуищя волна (или просто несуи(ая) иногда еще называется сигналом гетеродина. В общем случае частота несущей значительно больше ширины полосы видеосигнала.

/с raquo;Л,

С помощью рис. 1.18 можно легко сравнить ширину полосы / , требуемую для передачи видеосигнала, с шириной полосы Wdsb, достаточной для передачи двухполосного сигнала. Итак, видим следующее:

Hdsb = 2/ .

(1.72)

Иными словами, для передачи двухполосной версии сигнала нам необходима вдвое большая полоса, чем для передачи его узкополосного аналога.

cos 2nfct (гетеродин)

lX(f)l

Ширина полосы модулирующих частот

USB LSB

LSB USB

-fc-fm -fc -fc+t О tc-fm к fc + fm

Двойная боковая полоса

Рис. 1.18. Сравнение узкополосного и двухполосного спектров: а) наложение колебаний; 6) узкополосный спектр; в) двухполосный спектр

1.7. Шиоина полосы пои пеоедаче цисЬоовых данных



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358