Энергетические

Основные характеристики сигналов

Тема № 3

Для того чтобы различные сигналы можно было бы сравнить между собой для этого необходимо знать их основные характеристики.

К основным характеристикам относят:

1) Энергетические

2) Спектральные

3) Временные

В зависимости от вида сигналов различают следующие характеристики:

1) Энергия

2) Мощность

3) Средняя мощность

4) Мгновенная мощность

5) Динамический диапазон

Э=P*t

Э – энергия

Кэ=

Э=

S(t) – функция описывающая электрический сигнал

Энергию сигнала также можно найти через спектральную плотность которая обозначается S(Ω)

Э=

P=

Так как время существования периодического сигнала равна бесконечности то и энергия периодического сигнала также должна быть равна бесконечности, этого в принципе быть не может формула эта является математической абстракцией

Рассматривают следующие виды мощности:

1) Мгновенная мощность сигнала – мощность в данный момент времени;

2) Средняя мощность. Средняя мощность, как правило, определяется за период сигнала, при этом для радиосигнала рассматривается мощность за период несущего сигнала и мощность за период модулирующего сигнала.

Динамический диапазон

ДД является одной из важнейших характеристик сигналов, т. к. знание ДД позволяет правильно спроектировать источники питания и выбрать элементы (транзисторы, резисторы и т. д.) для построения радио электрических устройств (усилители мощности).

Различают ДД по мощности и по напряжению.

ДД по напряжению определяется по формуле:

Знание ДД по напряжению позволяет создавать усилители, работающие в линейном и не линейном режимах.

Для линейного режима работы усилителя (ЛРРУ) характерно усиление сигналов без искажений.

Не ЛРРУ (нЛРРУ) характеризуется искажением сигнала и обогащением спектра сигнала.

В случае ЛРРУ рабочая точка выбирается на линейном участке вольт-амперной характеристики транзистора.

нЛРРУ предусматривает выбор точки на не линейной части вольт-амперной характеристики.

ДД по напряжению играет и важную роль при проектировании радиоприемных устройств, т. к. радиоприемники должны принимать сигналы мощных от близлежащих передатчиков и слабые сигналы от дальних передатчиков с одинаковым качеством.

Спектральные (частотные) описания сигналов

Спектральные характеристики сигналов являются важнейшими характеристиками, т. к. они позволяют правильно спроектировать полосу пропускания канала передачи информации.

Если полоса пропускания канала информации уже, чем ширина спектра, то часть спектральной составляющей будет потеряна, а это приведет к искажению сигнала.

ППКПИ – полоса пропускания канала передачи информации.

Если ППКПИ слишком широкий, т. е. шире спектра сигнала, то в такую полосу пропускания будут попадать помехи, а это будет приводить к искажению сигнала.

Для определения спектра сигнала чаще всего используют ряды Фурье, если сигнал периодический или интеграл Фурье, если сигнал не периодический.

Ширина спектра сигнала зависит от длительности импульса, при этом, чем короче сигнал, тем шире спектр.

На практике ширину спектра сигнала ограничивают исходя из энергетических соображений. Это значит, что оставляют такое количество гармонических составляющих, которые содержат мощности сигнала.

Между длительностью импульса и наивысшей частотой существует следующее соотношение:

Например, длительность сигнала 1 мс, наивысшая частота будет равна 1 КГц. Если 1 мкс, то 1 МГц.

Дата добавления: 2014-01-06