Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2

Нажмите для полного просмотра!

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №2

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №3

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №4

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №5

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №6

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №7

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №8

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №9

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №10

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №11

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №12

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №13

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №14

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №15

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №16

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №17

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №18

Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2, слайд №19

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Временное и спектральное представление детерминированных сигналов. Лекция 2. Доклад-сообщение содержит 19 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Лекция 2 Тема: Временное и спектральное представление детерминированных сигналов Учебные вопросы: 1. Основные понятия о детерминированных сигналах. 2. Характеристики и закономерности дискретных сигналов. 3. Спектры непериодических сигналов.

Слайд 2

Описание слайда:

1-й вопрос: Основные понятия о детерминированных сигналах Понятие детерминированного сигнала. Случайный сигнал.

Слайд 3

Описание слайда:

Понятие детерминированного сигнала Детерминированным называется сигнал, который точно определен в любой момент времени (например, задан в аналитическом виде). Детерминированные сигналы могут быть периодическими и непериодическими. Периодическим называется сигнал, для которого выполняется условие s(t) = s(t + кT), где к - любое целое число, Т - период, являющийся конечным отрезком времени. Любой сложный периодический сигнал может быть представлен в виде суммы гармонических колебаний с частотами, кратными основной частоте Непериодический сигнал, как правило, ограничен во времени.

Слайд 4

Описание слайда:

Случайный сигнал Случайным сигналом называют функцию времени, значения которой заранее неизвестны и могут быть предсказаны лишь с некоторой вероятностью. В качестве основных характеристик случайных сигналов принимают: а) закон распределения вероятности (относительное время пребывания величины сигнала в определенном интервале); б) спектральное распределение мощности сигнала.

Слайд 5

Описание слайда:

2-й вопрос: Характеристики и закономерности дискретных сигналов Принципы формирования дискретных сигналов. Последовательность видеоимпульсов. Скважность импульсной последовательности. Временные характеристики дискретных сигналов. Спектральная диаграмма амплитуд импульсного периодического сигнала (ИПС). Спектральные характеристики ИПС. Связь спектра ИПС и полосы пропускания канала связи (КС). Закономерности спектра дискретных сигналов (ДС). Скорость передачи ДС. Многозначное кодирование. Минимальная полоса пропускания. Предел Найквиста.

Слайд 6

Описание слайда:

Принципы формирования дискретных сигналов Любой дискретный сигнал чаще формируется на основе двоичной сис- темы счисления, хотя известны случаи использования многозначной системы счисления. Это определяет число отличительных признаков элементарных импульсов, в данном случае – 2. При формировании первичных дискретных сигналов (видеосигналы или сигналы низкой частоты) чаще всего используют амплитудный или полярный отличительные признаки. Если они передаются по радиоканалам или по проводным каналам с использованием аппара- туры тонального телеграфирования, то применяют модуляцию несущего ВЧ колебания данными первичными дискретными сигнала- ми. При этом используются амплитудный, частотный, фазовый призна- ки (сигналы А1, А2, F1, F2, F6, F9). При формировании дискретных сиг- налов в ряде цифровых систем передачи, модуляция несущего колеба- ния не используется – происходит передача в основной полосе частот, хотя и с применением специальных преобразований (преобразования к коду передачи). В этом случае чаще всего используется полярный отличительный признак.

Слайд 7

Описание слайда:

Последовательность видеоимпульсов

Слайд 8

Описание слайда:

Скважность импульсной последовательности Отношение называется скважностью импульсной последовательности. Импульсная последовательность сигналов со скважностью равной 2 называется меандром и играет важную роль в технике связи. Такие сигналы используются при проверках, при вхождении в синхронизм, при анализе систем связи и их элементов.

Слайд 9

Описание слайда:

Временные характеристики дискретных сигналов 1. Длительность импульса τ. 2. Период последовательности импульсов Т; 3. Скважность импульсной последовательности q. 4. Это характеристики идеальных дискретных сигналов. Реальные дискретные сигналы имеют конечную длительность переднего τпф и заднего τзф фронтов, которые также используются при их описании.

Слайд 10

Описание слайда:

Спектральная диаграмма амплитуд импульсного периодического сигнала

Слайд 11

Описание слайда:

Спектр амплитуд и фаз сигнала Совокупность амплитуд составляющих спектральную диаграмму амплитуд сигнала называют спектром амплитуд сигнала. Фазовым спектром называют совокупность начальных фаз ψn сигнала. Амплитудный и фазовый спектры полностью определяют дискретный сигнал в частотной области.

Слайд 12

Описание слайда:

Спектральные характеристики ИДС 1. Основная частота «телеграфирования» - это частота первой гармоники сигнала 2. Величина постоянной составляющей 3. Величина или ширина первого лепестка огибающей амплитудного спектра 4. Число дискретных гармонических составляющих в первом лепестке огибающей, которое равно q –1.

Слайд 13

Описание слайда:

Связь спектра ИПС и полосы пропускания КС Частотный спектр дискретного сигнала бесконечен. Следовательно, для неискаженной передачи такого сигнала требуется линия или канал связи с бесконечно широкой полосой пропускания, в то время как реальные системы связи имеют полосы пропускания, ширина которых ограничена. Это противоречие разрешается достаточно просто, если иметь в виду, что нет необходимости передавать по линии связи импульсы идеальной формы. В дискретных двоичных каналах достаточно зафиксировать факт наличия или отсутствия импульса. А это, в свою очередь, позволяет организовать связь в линиях и каналах связи с конечной полосой пропускания. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что для надёжной регистрации дискретного сигнала достаточна полоса пропускания канала с верхней граничной полосой . В такой полосе сосредоточено до 88 % энергии сигнала. Такую полосу частот, занимаемую спектром сигнала, называют эффективной полосой.

Слайд 14

Описание слайда:

Закономерности спектра дискретных сигналов 1. Частотный спектр дискретных сигналов бесконечен, однако основная доля мощности спектральных составляющих дискретных сигналов лежит в эффективной полосе и может достигать 88 %. 2. Огибающая амплитуд спектра носит лепестковый характер, лепестки спектра ограничиваются частотами, кратными 1/τ. 3. Амплитуды спектральных составляющих с увеличением номера гармоники уменьшаются, постоянная составляющая равна . 4. Частоты спектральных составляющих кратны основной частоте повторения импульсов f1=1/T, причём в основной полосе от нуля до 1/τ располагаются q-1 гармоник.

Слайд 15

Описание слайда:

Скорость передачи ДС Под технической скоростью передачи дискретных сигналов понимают количество элементарных символов, передаваемых в одну секунду. В телеграфии используется синонимичный термин – скорость телеграфирования. Единицей измерения технической скорости передачи является Бод. Одному Боду соответствует скорость передачи, при которой в 1 сек передается 1 импульс: Информационная скорость измеряется в бит/сек и численно равна количеству единиц информации, передаваемых в секунду. При передаче дискретных сигналов двоичным безизбыточным кодом техническая и информационная скорости численно равны.

Слайд 16

Описание слайда:

Многозначное кодирование При использовании многозначного коди- рования, значение информационной ско- рости вырастает в log 2 m раз, где m – основание системы счисления. Кроме того, при использовании помехоустойчивого избыточного кодирования передаваемых сообщений информационная скорость в двоичном канале меньше технической скорости.

Слайд 17

Описание слайда:

Минимальная полоса пропускания Существует зависимость между скоростью передачи дискретных сигналов и шириной полосы пропускания используемого канала связи. Самым информативным дискретным сигналом является сигнал со скважностью 2, поскольку за период передается два технических импульса и дальнейшее увеличение информативности возможно только за счёт уменьшения длительности импульса. Это же приведет к увеличению ширины полосы спектра сигнала, которая фиксирована в наших рассуждениях полосой пропускания канала. При этом минимальная полоса пропускания для такого сигнала будет . В этом случае в полосу пропускания канала попадают постоянная составляющая и первая гармоника.

Слайд 18

Описание слайда:

Предел Найквиста Из ТЭРЦ известно, что минимальная длительность импульса численно равна длительности переднего (или заднего) фронта. А величина переднего фронта определяется половиной периода максимальной частоты в спектре сигнала. Тогда В этом случае по определению Это выражение известно как предел Найквиста и которое устанавливает предельное значение дости- жимой скорости передачи дискретных сигналов по двоичному каналу связи с максимальным значе- нием верхней граничной частоты его полосы про- пускания Fmax.

Слайд 19

Описание слайда:

Свойства преобразования Фурье а) Сдвиг сигнала во времени s2(t)=s1(t-t0). б) Сжатие и расширение сигнала s2(t)=s1(nt). При сжатии сигнала в n раз на временной оси во столько же раз расширяется его спектр на оси частот при уменьшении модуля в n раз. Наоборот, при растяжении сигнала во времени имеет место сужение спектра и увеличение модуля спектральной плотности. Т. о. сжатие спектра импульса с целью повышения точности измерения частоты требует удлинения времени измерения. В то же время сжатие импульса по времени с целью, например, повышения точности измерения времени его появления заставляет расширять полосу пропускания измерительного устройства. в) Дифференцирование и интегрирование сигнала г) Сложение сигналов (линейность преобразования) д) Спектр произведения двух функций равен свертке их спектров. е) Взаимная обратимость.