Сделай Сам Свою Работу на 5

Понятие о спектре сигнала.





Понятия о сообщениях и сигналах.

Для передачи и хранения информации существует определенный язык, характеризующийся знаками (символами) и правилами их применения. Это могут быть какие- то линии, звуковые фанемы. Примерами типовых знаков являются слова и фразы в человеческой речи, а также числа. В качестве знаков могут использоваться жесты, рисунки, форма электрических колебаний, математические знаки и т.д. Совокупность знаков, содержащих информацию называют сообщением. Материальным носителями могут быть:

1)бумага,

2)механические колебания среды,

3)колебания тока или напряжения,

4)электромагнитные волны.

Все возможные носители сообщений называются сигналами в широком смысле.

В узком смысле понимают колебание тока или напряжения электромагнитные волны или механические колебания упругой среды.

Сигналом формируется путем изменения тех или параметров физического носителя по закону, определяемому знаками, подчиняющимся передачи или хранению.

Процесс изменения параметров носителей называется - модуляцией.

Рассмотрим пример передачи сигнала есть угольный микрофон:



1-угольный микрофон;

2-источник ЭДС;

3-динамическая головка

Звуки, произносимые человеком производят давление на микрофон, которое приводит к изменению сопротивления микрофона т.е ток в цепи меняется в соответствии изменения давления.

Происходит акустоэлектрическое преобразование – модуляция. Электрический ток вызовет колебания мембраны динамической головки – это электроакустическое преобразование – демодуляция.

давление, оказываемое на мембрану микрофона – 1 график;

ток в микрофонной цепи при изменении давления – 2 график;

Рис 1.1

Как передать такой сигнал?

Существует 2 формы передачи сигнала:

1)акустическая

2)связевая

а) проводная связь - микрофон, батарея, провод

б) радиосвязь – когда длина волны электрических колебаний соизмерима с размерами антенны

в) оптическая связь. Используют оптические колебания видимого и невидимого спектра модулированные информационные сигналом (ВОЛС).

λ = , c – скорость электромагнитных колебаний, f – частота

λ1= = 3∙1 0 8/{3∙10 3}=10 5 м=10 км



l – длина антенны ≈ 3 – 4 км ,поэтому их моделируют

График 1- низкочастотный;

График 2 – высокочастотный

График 3 -модулированный

 

 

Понятие о спектре сигнала.

Сигналы имеют определенный спектр. Различают амплитудночастотный и фазочастотные спектры. Есть сигналы, которые имеют ограниченный спектр и которые имеют бесконечный спектр. (Речевой сигнал ограничен 16 ).

1. Амплитудный спектр (может быть сплошной или состоять из гармонических кратных)

Fmax
A
F
Полоса передаваемых частот

 

1-колебания энергии сигнала; 2-расширение спектра стала разборчивой; 3-для телеграфа сигнал узнаваем.

Для телефонных сообщений принято применять ограниченный спектр. Многие сигналы имеют широкий амплитудно-частотный спектр, но основная энергия сосредоточена в достаточно узкой полосе частот (не для всех сигналов конечно ).У нас возникает противоречие:

1) для неискаженной передачи надо бы передавать все спектральные составляющие сигналов, но если стремиться передавать все, то осуществление связи станет невозможным, все будет друг другу мешать, и мы ничего не услышим, с другой стороны спектры сигналов необходимо сужать, чтобы их можно было разделить и направить каждый своему получателю. На практике всегда ограничен спектр передачи. Телефонный канал ограничен 300 , для музыкальных передач 30 но более высокие частоты быстрее затухают требуется более сложная аппаратура для их передач каким бы не был спектр сигнала ограниченным или неограниченным , основная часть энергии сосредоточена в ограниченном спектре. Приемные устройства должны иметь полосу пропускания, соответствующая спектру размещения основной энергии. Для точного сигнала нужно передавать весь спектр. 2. Фазовый спектр



φ
F

- каждая амплитуда имеет свою фазу.

Обычно передают ту часть сигнала, которая содержит большую часть энергии.

Например: в телефонии канал достаточно передавать 300-3400 Гц (ККТТ).

Некоторые сигналы имеют неограниченный амплитудный спектр.

 

 

Импульсные сигналы

Чем более высокую гармонику мы передадим, тем будет выше точность передаваемого сигнала. Главное – качество, разборчивость, внятность, узнаваемость.

Искажение – это неравномерность коэффициента передач в равной полосе частот.

Фазовые искажения проявляются в том, что скорость распределения отдельных составляющих сигналов по цепи разная. Условие фазовых искажении tз=const , tзапазд. – время запаздывания постоянна для всех спектральных составляющих.

Сигнал можно передавать в виде различных колебаний, со своей амплитудой и фазой, а значит имеет место амплитудно и фазочастотные искажения.

Фазочастотные искажения - возникают из-за того что разные скорости распространения спектрально составляющих сигнала.
(1.4) tз=const. –время распространения.
(1.5) φ = tзω+ φ0

(1.6) tз=dφ/dω

Фазовая характеристика должна быть прямой, для этого существуют ФК- Фазовый корректор.

y=kx+c – уравнение прямой

 

Если мы хотим, чтобы tзап.=const, то необходимо, чтобы выражение характеризовалось прямой.

ЗАДАЧИ: 1. Анализ

1.1 дана схема, известны величины элементов необходимо рассчитать I,U и т.д.

1.2 дана схема, известны I и U надо определить величины элементов.

2.Синтез – задано аналитическое выражение функции необходимо создание цепи ( электрической схемы ) по заданному аналитическому выражению функции цепи.

Если мы имеем аналитическое выражение синтеза, то не надо сразу создавать схему необходимо проверить соответствие ли заданная функция критериям физической реализуемости.

2 .Электрические цепи. Их классификация, характеристики (функции). Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами.

Элементы цепей составляют основу устройств автоматики, телемеханики и связи, образуя пути электрического тока. Любая электрическая цепь состоит из отдельных элементов: источники (генераторы, резисторы ), трансформаторы ,катушки индуктивности, емкости, электронные и ионные и полупроводниковые приборы и т.д.

 

Задачи электрических цепей:

 

- изучить совместные действия всех элементов, образующих цепь общими методами ТЛЭЦ, отвлекаясь от всех частностей рассматривайте те свойства цепей, которые определяют его способность поставлять или накапливать или расходовать электрическую энергию.

Электрические цепи образуют пути прохода тока.

Электрические цепи состоят из: источников энергии (генераторы), реостаты(резисторы), трансформаторы, конденсаторы, катушки, и другие приборы и элементы.

Элементы цепей:

- Элементы, поставляющие в цепь энергию называются активными.

- Элементы, накапливающие или расходующие энергию называют пассивными.

- Элементы, накапливающие электрическую составляющую электрического поля называют -емкостью (С).

- Элементы, накапливающие магнитную составляющую электромагнитного поля называют- индуктивностью (L).

- Элементы, имеющие только одно из перечисленных свойств называется идеальными. В природе таких нет, но это введение позволяет упростить решение задач без потери общности решения.

Элементы, параметры которых не зависят от параметров приложенного I или U называются линейными, а цепь будет называться линейной.

Свойства пассивного элемента накапливать энергию электрической составляющей электромагнитного поля характеризуются емкостью С.

Свойства пассивного элемента накапливать магнитную составляющую электромагнитного поля характеризуются индуктивностью.

Свойства потреблять энергию электрической цепи. Описываем активным сопротивлением: R(r)

-C,L,R(r) называются параметрами составляющих элементов

-Нежелательные параметры, которые не удалось устранить при конструкции элемента, называются паразитными параметрами.

 

Введении в цепь идеальных элементов не ведет к потери точности решения задачи.

 

L
Где C1LC2LRL, паразитные параметры

 


C2L
C1L
RL

 

Паразитные параметры ограничивают частотные диапазон применения элементов.

 

Характеристики функции цепи различают входного типа и передаточного.

Если рассматривать функцию с одной пары зажимов, то это будет входная функция

 

Пример

Задача анализа.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.