Исследование преобразований аддитивной смеси сигнала и шума в типовых каскадах радиоканала. Вариант 4

Министерство образования Российской Федерации

Красноярский государственный технический университет

Кафедра радиотехники

             

     Курсовая работа

“Исследование преобразований аддитивной смеси сигнала и шума в типовых каскадах радиоканала ”

Выполнил:

                                                                                                                   студент гр. Р51-4

                                                                                         Семых А. В.     

Проверила:

                                                                                                                         Баскова A.A.

Красноярск 2003 г.

Содержание.

1.Постановка задачи.

2.АЧХ  УПЧ.

3.АЧХ УНЧ.

4.Определение характеристик суммарного процесса на входе УПЧ.

5.Определение характеристик суммарного процесса  на выходе УПЧ.

6.Определение характеристик суммарного процесса на выходе ФД.

7.Определение характеристик суммарного процесса на выходе УНЧ.

8.Список литературы.

1.Постановка задачи.

Получить квазигармоническую запись суммарного процесса на выходе УПЧ и функциональные соотношения для фазы, выраженные через квадратурные составляющие.

Статистические характеристики случайного процесса на выходе фазового детектора определяются по соответствующим статистическим фазы суммарного процесса на входе.

Полоса пропускания УПЧ:                                                                        ,             рад/с;

Коэффициент усиления УПЧ:                                                                  

Полоса пропускания УНЧ:                                                                        ,            рад/c;        

Коэффициент усиления УНЧ:                                                                   ,

Энергетический спектр белого шума:                                                      ,В²с/рад;

Несущая частота:                                                                                       , рад/с;

Амплитуда несущей:                                                                                  , В;

Частота модуляции:                                                                                    , рад/c;

Индекс модуляции:                                                                                      m=2.

2.АЧХ  УПЧ.

Функциональная схема анализируемого устройства.

3.АЧХ УНЧ.

Функциональная схема анализируемого устройства, изображённая выше, содержит в себе    первый безынерционный усилитель (ПБУ), узкополосный фильтр (УзФ), нелинейную цепь (НЦ), второй безынерционный усилитель (ВБУ) и фильтр нижних частот (ФНЧ).

Совокупность ПБУ и УзФ представляет собой резонансный усилитель промежуточной частоты (УПЧ), который предназначен для выделения полезного сигнала из шумов.

Выделение информационного сообщения, заложенного в фазу, осуществляется НЦ, в качестве которой используется фазовый детектор (ФД).

ВБУ и ФНЧ образуют усилитель нижних частот (УНЧ) и предназначены для усиления информационного сообщения и его выделения из шумов.

На вход устройства подаётся фазомодулированный сигнал с известными значениями:

индекс модуляции, несущая частота, амплитуда сигнала, а так же “белый” шум, который имеет равномерный неограниченный энергетический  спектр во всей области частот W0.

Зададим сигнал и шум:

где  - шум, имеющий амплитуду и фазу, зависящую от времени, а    - сигнал с гармоническим изменением фазы.

4.Определение характеристик суммарного процесса на входе УПЧ.

Определим корреляционную функцию сигнала на входе УПЧ:

,                                               

,           ,

Определим корреляционную функцию шума на входе УПЧ:

      

Определим корреляционную функцию смеси сигнала и шума на входе УПЧ:

Определим энергетический спектр сигнала на входе УПЧ:

Функции Бесселя при m=2:

Определим энергетический спектр смеси сигнала и шума на входе УПЧ:

5.Определение характеристик суммарного процесса  на выходе УПЧ.

Определим энергетический спектр шума на выходе УПЧ:

Определим корреляционную функцию шума на выходе УПЧ:

Определим нормированную корреляционную функцию шума на выходе УПЧ:

Определим энергетический спектр сигнала на выходе УПЧ:

Определим корреляционную функцию сигнала на выходе УПЧ

Напряжение сигнала на выходе УПЧ:

Определим корреляционную функцию смеси сигнала и шума на выходе УПЧ:

Определим энергетический спектр смеси сигнала и шума на выходе УПЧ:

Определим огибающую нормированной корреляционной функции шума на выходе УПЧ:

Определим мощность сигнала на выходе УПЧ:

Определим мощность шума навыходе УПЧ:

    

Определим отношение сигнал/шум на выходе УПЧ:

Определим время корреляции шума на выходе УПЧ:

Определим ширину энергетического спектра шума на выходе УПЧ:

Определим функцию распределения плотности вероятности на выходе УПЧ:

6.Определение характеристик суммарного процесса на выходе ФД.

На входе ФД действует смесь сигнала и шума:

, где

,

.

При анализе совместного действия сигнала и шума на ФД, облегчим задачу, рассматривая отдельно два режима:

1). При отсутствии полезной ФМ, когда на входе детектора действует чисто гармоническое колебание и шум, т. е.

      

2). При наличии ФМ и отсутствие шума

Так как в ФД в первом каскаде стоит амплитудный ограничитель, который преобразует огибающую в постоянную равную Е. То сигнал на выходе ограничителя:

Зная, что напряжение на выходе ФД, пропорционально фазе на входе. А при отсутствии ФМ, выходное напряжение является шумом, т.е. шум на выходе пропорционален входной фазе.

В нашем случае на входе ФД отношение сигнал/шум намного больше единицы, то можно считать:

Определим корреляционную функцию шума на выходе ФД:

Определим энергетический спектр шума на выходе ФД:

Определим мощность шума на выходе ФД:

   

Определим сигнал на выходе ФД:

Определим энергетический спектр сигнала на выходе ФД:

Определим корреляционную функцию сигнала на выходе ФД:

Определим мощность сигнала на выходе ФД:

Определим отношение сигнал/шум на выходе ФД:

Определим энергетический спектр смеси сигнала и шума на выходе ФД:

 Определим корреляционную функцию смеси сигнала и шума на выходе ФД:

Определим функцию распределения плотности вероятности фазы (шума) на выходе ФД:

7.Определение характеристик суммарного процесса на выходе УНЧ.

Определим энергетический спектр шума на выходе УНЧ:

Определим корреляционную функцию шума на выходе УНЧ:

Определим энергетический спектр сигнала на выходе УНЧ:

Определим корреляционную функцию сигнала на выходе УНЧ:

Определим корреляционную функцию смеси сигнала и шума на выходе УНЧ:

Определим энергетический спектр смеси сигнала и шума на выходе УНЧ:

Определим мощность сигнала на выходе УНЧ:

Определим мощность шума на выходе УНЧ:

Определим отношение сигнал/шум на выходе УНЧ:

Определим время корреляции шума на выходе УНЧ:

Определим ширину энергетического спектра шума на выходе УНЧ:

                                     

Определим функцию распределения плотности вероятности шума на выходе УНЧ:

7.Список литературы.