Устройства фильтрации и задержки сигналов

Страницы работы

2 страницы (Word-файл)

Содержание работы

Устройства фильтрации и задержки сигналов

4.1. Теоретические основы проектирования устройств фильтрации

4.1.1. Сигналы и помехи

Устройства фильтрации и задержки используются выделения и обработки сигналов в РЭС, причем мощность принимаемых и обрабатываемых сигналов может быть существенно ниже мощности помех, поэтому  требования к устройству фильтрации может быть весьма сложными. Схемотехнические устройства фильтрации и задержки используются во входных цепях , цепях обработки ВЧ и ПЧ сигналов, НЧ цепях и цепях питания аналоговой и цифровой РЭА.

Пример: мощность сигнала в антенне

Где S – эффективная площадь антенны, а – коэффициент, учитывающий потери при распространении, l – расстояние перед приемником.

Пусть Рперед  = 1кВт

Очевидно, что помехи от близких источников могут быть значительно выше. Кроме того в приемнике есть и собственные шумы (флуктуационные помехи).

Необходимо выделить на фоне помех сигнал, в котором содержится информация (сообщение). Такой сигнал имеет конечный спектр (ширину полосы частот).

В простейшем случае спектр можно характеризовать полосой частот сигнала Dws.

Зная о сигнале, поговорим о помехах.

1.  Флуктуационные помехи – это шумы аппаратуры, атмосферы и прочие. Они характеризуются широким спектром («белый», «розовый» и другие шумы), нормальным распределением мгновенных значений n(t) ; их спектр – Gn(w); часто спектр помех равномерный Gn(w) = Nn, где Nn – плотность мощность помехи на единицу полосы частот.

Флуктуационную помеху на выходе узкополосного фильтра можно рассматривать как колебания со случайной амплитудой и фазой (Аm – распределение Релея, jп – равномерное распределение).

2.  Квазигармонические помехи («квази» - почти )– помехи с весьма узким спектром (например, генератор находящегося рядом прибора).

3.  Импульсные помехи – случайный поток импульсов с несущей частотой, близкой к средней частоте фильтра (сигнала).

4.  Помехи, подобные сигналу

Последние три вида помех имеют искусственное происхождение и могут создаваться преднамеренно.

Задача РЭС – выделить сигнал на фоне помех, для чего используются особенности сигналов и конкретных видов помех.  Устройства, реализующие эту задачу, называют устройства фильтрации или фильтры.

Фильтрация может осуществляться в частотной и временной областях.

При фильтрации в частотной области свойства фильтра характеризуются его АЧХ и ФЧХ.

отклик фильтра на сигнал:

FsФ(jw) – спектр сигнала на выходе фильтра;  КФ – коэффициент усиления фильтра на средней частоте.

Аналогично находится отклик на помеху, если известен ее спектр.

В зависимости от особенности свойств сигнала и помехи определяются и требования к АЧХ и ФЧХ фильтровю

Форма АЧХ и ФЧХ, а также особенности обработки сигнала при фильтрации лежат в основе классификации фильтров.

4.1.2.  Классификация устройств фильтрации

ПО ВИДУ АЧХ

А) Фильтры низких частот (ФНЧ)

Б) Фильтры верхних частот (ФВЧ)

В) Полосовые фильтры (ПФ)

Г) Режекторные фильтры (РФ)

Наиболее сложными и широко применяемыми являются полосовые фильтры

Гиперссылка

ПО РОЛИ АЧХ И ФЧХ

в процессе фильтрации  фильтры подразделяют на

·  Трансверсальные (основные свойства определяются ФЧХ).

·  Нетрансверсальные (основные свойства определяются АЧХ).

В  зависимости от особенностей обработки сигнала фильтры делят на:

·  Аналоговые – обработка сигнала идет непрерывно по амплитуде и во времени.

·  Дискретные – обработка сигнала непрерывна по амплитуде, но дискретна во времени

·  Цифровые – дискретизация по амплитуде и во времени (см. теорему Котельникова)

В Аналоговых и дискретных фильтрах соблюдается пропорциональность между направлением (током) сигнала на входе и на выходе и их называют линейными.

Также аналоговыми, дискретными и цифровыми могут быть линии задержки

Дальнейшая классификация фильтров и ЛЗ проводится по особенностям физической реализации.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Элементы ЭС
Тип:
Конспекты лекций
Размер файла:
33 Kb
Скачали:
0