Теоретические основы радиотехнических цепей и сигналов, Кудряков С.А., 2017

Теоретические основы радиотехнических цепей и сигналов, Кудряков С.А., 2017.
 
   Настоящее издание представляет собой учебное пособие для лиц. обучающихся в Санкт-Петербургском государственном университете гражданской авиации по программам специалитета и магистратуры специализации «Организация радиотехнического обеспечения полетов воздушных судов», а также может быть использовано в качестве краткого справочника аспирантами, специализирующимися по тематике, связанной с радиотехническим обеспечением полетов.
Материал учебного пособия в краткой форме излагает основные разделы, предусмотренные учебным планом для дисциплины «Теория радиотехнических цепей и сигналов», являющейся базовой теоретической дисциплиной для указанной специальности.
Большая часть материала пособия при сокращении требований к теоретическому выводу результатов может быть использована при подготовке бакалавров профиля "Эксплуатация наземных средств радиотехнического обеспечения полетов ВС и авиационной электросвязи".
Приводимый в пособии практикум включает в себя теоретическое решение задач по отдельным разделам курса и работу на компьютерах в среде MatLab, MathCad, и Multisim (Electronics Workbench) по моделированию радиотехнических сигналов и цепей. Предполагается, что в рамках ранее изученных дисциплин студенты знакомились с основами программирования и компьютерного моделирования различных физических процессов. В качестве краткого справочного материала в Приложениях к пособию приводятся базовые сведения по использованию пакетов прикладных программ MatLab (включая Simulink) и Multisim.




Растекание спектра и эффект Гиббса.
При исследовании реальных сигналов с помощью преобразований Фурье мы вынужденно сталкиваемся с двумя видами ограничений. Во-первых, применение выше дискретного преобразования Фурье предполагает конечность ряда выборочных наблюдений из реального сигнала, а во-вторых, в реальности нам всегда приходится использовать ограниченное число членов ряда Фурье даже для непрерывных сигналов.

Явлением Гиббса называется особенность поведения частичных сумм ряда Фурье в окрестностях точки разрыва исследуемой функции. Эта особенность была впервые обнаружена Уилбрейамом в 1848 году, а позже переоткрыта Гиббсом в 1898 году.

Суть проблемы состоит в том. что большинство методов анализа и обработки сигналов представляют собой или имеют в своем составе операцию свертки сигналов и различных функций. При этом в аналитических уравнениях, как сам сигнал, так и оператор свертки, выполняющий определенную задачу обработки данных и реализующий определенную частотную функцию системы обработки, могут быть бесконечно большими. Реальная обработка сигналов или численное моделирование на ЭВМ может иметь дело только с ограниченными выборками данных и коэффициентов разложения.

Оглавление.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
0. ВВЕДЕНИЕ.
0.1. Начальные сведения о радиотехнике.
0.2. Основы научных парадигм детерминизма, стохастичности и хаоса. Классификация сигналов и цепей.
0.3. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 1. Детерминированные сигналы.
1.1. Сигналы и информация.
1.2. Пространства сигналов.
1.3. Декомпозиция аналогового сигнала.
1.4. Периодические сигналы. Ряд Фурье.
1.5. Гармонический анализ непериодических сигналов. Преобразование Фурье.
1.6. Основные свойства преобразования Фурье.
1.7. Примеры расчета преобразования Фурье.
1.8. Преобразование Фурье для некоторых сингулярных функций.
1.9. Корреляционный анализ детерминированных сигналов.
1.10. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 2. Модулированные сигналы.
2.1. Общие сведения о модуляции.
2.2. Амплитудная и угловая модуляция.
2.2.1. Амплитудная модуляция.
2.2.2. Угловая модуляция.
2.3. Аналитические сигналы. Преобразование Гильберта.
2.4. Квадратурная модуляция.
2.5. Внутриимпульсная частотная модуляция.
2.6. Общие сведения о импульсно модулированных сигналах и цифровой модуляции.
2.7. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 3. Дискретные сигналы.
3.1. Дискретизация непрерывных сигналов.
3.2. Дискретное преобразование Фурье и его свойства.
3.3. Растекание спектра и эффект Гиббса.
3.4. Быстрое преобразование Фурье. Дополнение нулями и частотное разрешение.
3.5. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 4. Общие сведения о случайных процессах.
4.1. Случайные процессы непрерывного времени и их основные характеристики.
4.2. Корреляционная функция.
4.3. Понятия стационарности и эргодичности.
4.4. Спектральная плотность мощности и ее связь с корреляционной функцией.
4.5. Случайный узкополосный сигнал.
4.6. Модели случайных сигналов в дискретном времени.
4.7. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 5. Линейные цепи с постоянными параметрами.
5.1. Двухполюсники и четырехполюсники как базовые структурные элементы радиотехнических цепей.
5.2. Преобразование Лапласа и его основные свойства.
5.3. Радиотехнические цепи как линейные системы.
5.3.1. Передаточные функции.
5.3.2. Частотные характеристики .линейных систем.
5.3.3. Временные характеристики линейных систем.
5.4. Формы представления передаточной функции.
5.4.1. Нули и полюсы.
5.4.2. Диаграмма полюсов и нулей.
5.4.3. Полюсы и вычеты.
5.5. Связь передаточной функции с коэффициентами четырехполюсника.
5.6. Пространство состояний.
5.7. Фундаментальная матрица системы и некоторые способы ее вычисления.
5.8. Однонаправленные цепи и цепи с обратной связью.
5.9. Общие сведения об устойчивости линейных цепей.
5.10. Частотные и временные характеристики простейших RC и RL цепей. Интегрирующие и дифференцирующие цепи.
5.11. Изолированный колебательный контур и его характеристики.
5.11.1. Последовательный колебательный контур.
5.11.2. Четырехполюсники на основе последовательного колебательного контура.
5.11.3. Параллельный колебательный контур.
5.11.4. Прохождение амплитудно-модулированного сигнала через колебательный контур.
5.12. Электрические фильтры.
5.12.1. Общие понятия и классификация.
5.12.2. Реактивные фильтры.
5.12.3. Пассивные RC- фильтры.
5.12.4. Активные фильтры. Использование обратной связи для формирования желаемых частотных свойств фильтра .
5.13. Прохождение случайного сигнала через линейную цепь.
5.14. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 6. Преобразование сигналов в нелинейных и параметрических цепях.
6.1. Линейные и нелинейные элементы цепей.
6.2. Аппроксимация характеристик безынерционных нелинейных элементов.
6.3. Нелинейные безынерционные элементы при гармонических воздействиях.
6.3.1. Полиномиальная аппроксимация ВАХ.
6.3.2. Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ.
6.3.3. Воздействие на нелинейную цепь бигармонического колебания.
6.3.4. Преобразование частоты сигнала (гетеродирование).
6.4. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты.
6.5. Амплитудная модуляция.
6.6. Амплитудное детектирование.
6.6.1. Линейный диодный детектор.
6.6.2. Коллекторный детектор.
6.6.3. Квадратичный детектор.
6.6.4. Синхронное детектирование.
6.7. Частотное и фазовое детектирование сигналов.
6.8. Воздействие случайных сигналов на нелинейный безынерционный элемент.
6.8.1. Преобразования плотности вероятности входного сигнала.
6.8.2. Преобразование корреляционной функции случайного процесса при прохождении нелинейной безынерционной цепи.
6.8.3. Спектральная функция случайного процесса на выходе нелинейного безынерционного звена.
6.9. Общие сведения о параметрических цепях.
6.10. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 7. Генерирование гармонических колебаний.
7.1. Понятие автоколебательной системы.
7.2. Баланс фаз и баланс амплитуд. Возникновение колебаний в автогенераторе.
7.3. Стационарный режим работы автогенератора.
7.4. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения автогенератора.
7.5. Нелинейное уравнение автогенератора.
7.6. Основные схемы реализации LC-генераторов.
7.7. RC-автогенераторы и автогенераторы с внутренней обратной связью.
7.7.1. Автогенераторы на фазосдвигающих цепочках.
7.7.2. RC-автогенератор с мостом Вина.
7.7.3. Автогенераторы с внутренней обратной связью.
7.8. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 8. Выделение сигналов на фоне помех. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигналов.
8.1. Фильтрация и отношение сигнал-шум.
8.2. Согласованная фильтрация детерминированных сигналов.
8.3. Оптимальная фильтрация при не белом шуме.
8.4. Квазиоптимальная фильтрация детерминированных сигналов.
8.5. Оптимальная фильтрация. Фильтр Винера.
8.6. Общие сведения о фильтре Калмана-Бьюси.
8.7. Корреляторы сигналов.
8.8. Вопросы для самоконтроля и повторения.
ГЛАВА 9. Основы цифровой обработки сигналов.
9.1. Квантование аналогового сигнала.
9.2. Разностные уравнения цифрового фильтра. Понятие БПХ и КИХ фильтров.
9.3. Z-преобразование и его свойства.
9.4. Передаточная функция цифрового фильтра и формы ее представления.
9.5. Основы проектирование дискретных фильтров.
9.5.1. Синтез рекурсивных фильтров по аналоговому прототипу. Метод билинейного Z-преобразования.
9.5.2. Общие сведения о методе инвариантной импульсной характеристики и прямых методах синтеза цифровых фильтров.
9.5.3. Частотные преобразования АЧХ фильтров нижних частот.
9.6. Оценивание параметров сигналов по данным экспериментальных наблюдений.
9.6.1. Принцип максимального правдоподобия и метод наименьших квадратов.
9.6.2. Метод наименьших квадратов (блочный подход).
9.6.3. Рекурсивный метод наименьших квадратов.
9.6.4. Оценивание параметров случайных сигналов.
9.7. Основы адаптивной обработки сигналов.
9.7.1. Общие сведения об адаптивных фильтрах.
9.7.2. Дискретный фильтр Калмана.
9.8. Области применения адаптивных фильтров.
9.9. Общие сведения о цифровом спектральном оценивании.
9.10. Вопросы для самоконтроля и повторения.
Приложение 1. Вводные сведения о программе MULTISIM.
Приложение 2. Общие сведения о MATLAB.
Рекомендуемая литература.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Теоретические основы радиотехнических цепей и сигналов, Кудряков С.А., 2017 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Кудряков :: радиотехника