Файл: Руководитель проекта А. Н. Надольский 2021 г. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Теоретические основы радиоэлектроники Тема Расчет спектральных характеристик радиотехнических сигналов Проверил.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 103
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5. Спектр интеграла от сигнала:
s(t)↔ S( )
______________________ (3.5)
Вывод: спектр сигнала, равного интегралу от исходного сигнала, равен спектру исходного сигнала, деленному на . При этом амплитудный спектр изменяется обратно пропорционально изменению частоты , т.е. амплитудный спектр равен S( )/ , а к фазовой характеристике исходного сигнала добавляется постоянная составляющая, равная -π/2.
6. Спектр радиоимпульса:
sв(t)↔ Sв( )
___________________________________________ (3.6)
sв(t)cos t↔
Вывод: обратим внимание, что спектр видеоимпульса отображается в области низких частот – низкочастотный сигнал, а спектр радиоимпульса – высоких частот – высокочастотный сигнал.
7. Спектр произведения двух сигналов:
s1(t)↔ S1( )
s2(t)↔ S2( )
_____________________________ (3.7)
s1(t)s2(t)↔
Вывод: Спектр произведения двух сигналов равен свертке их спектров, умноженной на коэффициент 1/(2π).
В данном разделе мы рассмотрели свойства преобразования Фурье. Данные свойства в дальнейшем будут использоваться для расчета спектральных характеристик сигнала , заданным в курсовом проекте.
4 РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДИНОЧНОГО ВИДЕОИМПУЛЬСА
Сигналы, используемые в радиотехнике, имеют достаточно сложную структуру. Математическое описание таких сигналов является трудной задачей. Поэтому для упрощения процедуры анализа сигналов и прохождения их через радиотехнические цепи используют прием, предусматривающий разложение сложных сигналов на совокупность идеализированных математических моделей, описываемых элементарными функциями.
В радиотехнике в качестве непериодических сигналов рассматривают обычно одиночные импульсные сигналы. Для спектрального анализа таких сигналов используются преобразования Фурье [1]:
; (4.1)
Из условия нам известно:
=6 В; =50 мкс, где амплитуда сигнала; длительность импульса.
В соответствии с заданием курсовой работы необходимо рассчитать амплитудный и фазовый спектры сигнала, представленного на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1– Одиночный видеоимпульс
Форма сигнала заданного в курсовом проекте имеет вид:
Так как форма сигнала является произвольной , то наш сигнал имеет действительную и мнимую часть, поэтому для расчёта спектра сигнала мы используем прямое преобразование Фурье:
.
Подставим формулу сигнала, зная ,что при
;
Для того, чтобы отделить мнимую часть от действительной воспользуемся формулами Эйлера, которые представлены ниже:
Так как:
,
где – действительная часть спектра;
– мнимая часть спектра;
– амплитудный спектр сигнала;
– фазовый спектр сигнала.
Получим:
Амплитудный спектр [1]:
Фазовый спектр[1]:
Следовательно:
Перейдем от к ,применим это к формулам (4.7),(4.8):
Следовательно:
Подставив численные значения получим:
По полученной формуле построим график амплитудного спектра:
Рисунок 4.2 – Амплитудный спектр одиночного видеоимпульса
В данном разделе были рассчитаны амплитудный и фазовый спектры одиночного видеоимпульса. Был построен график амплитудного спектра (рисунок 4.2) одиночного видеоимпульса (рисунок 4.1). Для расчёта использовались: прямое преобразование Фурье, свойство четных сигналов и формулы Эйлера.
5 РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ
В соответствии с заданием на курсовую работу необходимо рассчитать амплитудный и фазовый спектры сигнала, представленного на рисунке 5.1 Рисунок 5.1 – Периодическая последовательность видеоимпульсов Исходные данные:
Как видно из рисунка 3.1 сигнал является периодическим, поэтому для определения его спектральных характеристик необходимо использовать комплексную форму ряда Фурье[2]:
Определим
где: s(t) – сигнал, – спектр к-той гармоники, k=1, 2, 3, ….
– угловая частота, рад/с.
Подставим формулу данного сигнала:
Для того, чтобы отделить мнимую часть от действительной воспользуемся формулами Эйлера, которые представлены ниже:
Следовательно:
Примем:
Действительная часть спектра:
Мнимая часть спектра:
Амплитудный спектр:
Фазовый спектр:
Следовательно:
Найдём как:
Перейдём от к :
Перейдём от к T:
Подставим численные значения:
Подставим численные значения:
В соответствии с полученной формулой построим график амплитудного спектра:
Рисунок 5.2 – Амплитудный спектр периодической последовательности видеоимпульсов
В данном разделе были рассчитаны амплитудный и фазовый спектры периодической последовательности видеоимпульсов. Был построен график амплитудного спектра (рисунок 5.2) периодической последовательности радиоимпульсов (рисунок 5.1). Для расчёта использовались: ряд Фурье в комплексной форме, свойство четных сигналов и формулы Эйлера.