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) t_з=const. –время распространения.
(1.5) φ = t_з ω+ φ₀

(1.6) t_з=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.