регистрация /  вход

Расчёт генератора шума (стр. 1 из 2)

Реферат

Курсовая работа – с. 20, ил. 6, библиогр. ссылок 3 назв.; графическая часть – 1 лист формата А3, 1 лист формата А4.

ГЕНЕРАТОР ШУМА, ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР, СИСТЕМЫ СЪЁМА ИНФОРМАЦИИ, “БЕЛЫЙ ШУМ”.

В курсовой работе произведен расчет генератора шума. В соответствии с исходными данными выбрана структурная схема генератора, разработана принципиальная схема устройства, произведен расчет параметров элементной базы генератора шума. Рассчитанный генератор удовлетворяет требованиям задания.


Содержание

Введение 5

1 Общие сведения о помехоустойчивости радиоприёма. 6

2. Прохождение шума через тракт приёмного устройства 8

2.1 Прохождение шума через высокочастотный тракт приемника 8

2.2 Прохождение шума через амплитудный линейный детектор 11

3 Выбор и обоснование структурной схемы 14

4 Выбор и обоснование принципиальной схемы 15

5 Расчётная часть 16

5.1 Расчёт перевичного источника шума и усилительных каскадов 16

5.2 Расчёт полосового фильтра 17

Заключение 19

Список литературы 20
Введение

Под "шумом" в узком смысле этого слова часто понимают так называемый белый шум, характеризующийся тем, что его амплитудный спектр распределен по нормальному закону, а спектральная плотность мощности постоянна для всех частот.

В более широком смысле под шумом, по ассоциации с акустикой понимают помехи, представляющие собой смесь случайных и кратковременных периодических процессов. Кроме белого шума выделяют такие разновидности шума, как фликкер-шум и импульсный шум.

В генераторах шума используется белый шум, так как даже современными способами обработки сигналов этот шум плохо отфильтровывается.

В данной работе был разработан генератор шума предназначенный для блокирования систем съёма информации, работающих в радио диапазоне от 130 до 170 МГц.


1 Общие сведения о помехоустойчивости радиоприёма.

Основное назначение любого радиоприёмного устройства состоит в извлечении информации, содержащейся в принимаемом сигнале. Особенностью условий работы любого радиоприёмного устройства является то, что приём полезных сигналов неизбежно сопровождается действием внутренних и внешних помех. Внутренние, а также большинство внешних помех представляют собой случайные (т.е. заранее не предсказуемые) процессы. Поэтому абсолютно не искажённое воспроизведение информации, содержащейся в сигнале, принимаемом на фоне таких помех, оказывается принципиально не возможным.

В данной работе разработан генератор шума поэтому внутренние шумы радиоприёмных устройств здесь не рассматриваются.

Из общего перечня помех можно выделить две обширные категории помех – шумовые (гладкие) и импульсные.

К шумовым помехам относятся:

1). Помехи, возникающие при электризации антенны.

2). Помехи, обусловленные тепловым движением зарядов в космическом пространстве, атмосфере Земли и на её поверхности.

3). Помехи, возникающие при работе люминесцентных ламп и т.п.

4). Организованные шумовые помехи, создаваемые средствами радиопротиводействия. Организованные помехи такого вида иногда называют универсальной в том смысле, что из числа других возможных помех она оказывается практически одинаково эффективной по отношению к приёмникам различного назначения.

Общим свойством рассматриваемых шумовых помех является их широкоспектральность. Этот термин указывает на то, что ширина энергетического спектра помехи существенно превосходит полосу пропускания приёмника.

Ширкоспектральность шумовой помехи позволяет считать, что её спектральная плотность SЭ.ВХ в пределах частотной характеристики приёмника является постоянной величиной. Помехи такого вида принято сводить к единому эквиваленту – белому шуму, спектральная плотность которого принимается равной SЭ.ВХ и считается постоянной в бесконечных пределах. Таким образом, величина SЭ.ВХ может служить исчерпывающей характеристикой шумовой помехи.

2. Прохождение шума через тракт приёмного устройства

Расчет прохождения шума и сигнала черед тракт радиоприемного устройства необходим при проведении анализа его помехоустойчивости. Количественная оценка по­мехоустойчивости может быть определена минимальным сигналом, при котором обес­печивается требуемая точность воспроизве­дения принимаемой информации. Уровень помехи при этом считается заданным.

Анализ помехоустойчивости радиопри­емного устройства сводится к определению реакции исполнительного (оконечного) уст­ройства на случайный процесс, обусловлен­ный совместным действием сигнала и шума в тракте приемника. Конечной целью ана­лиза является установление количественных соотношений между допустимой точностью воспроизведения информации и коэффициентом помехозащищённости приёмника D, т. е. отношения уровней сигнала и шума на выходе ВЧ тракта приемника. После это­го принимают величину D соответствующей допустимой точности воспроизведения и определяют минимально допусти­мый сигнал, т. е. чувствительность прием­ника.

Исходным положением при анализе по­мехоустойчивости является сведение всех источников шума к единому эквивалентно­му генератору шума, согласованного со входом приемника. Сам приемник при этом считается нешумящим.

2.1 Прохождение шума через высокочастотный тракт приемника

Расчет действия одного шума (без сиг­нала) в тракте приемника представляет интерес, когда радиоприемное устройство находится в режиме ожидания сигнала. В это время в тракте приемника действует только шум, который может вызвать лож­ную регистрацию сигнала. При расчете про­хождения шума (а также шума и сигнала) через ВЧ тракт все его каскады предпола­гаются линейными, включая и преобразова­тель частоты, который рассматривается как идеальное устройство, без искажений пере­носящее спектр входного колебания из диа­пазона частот настройки приемника в поло­су пропускания УПЧ.

Выходное напряжение u(t) ВЧ тракта, на входе которого действует широкоспек­тральный шум, представляет собой колеба­тельный процесс, амплитуда U и фаза φ которого медленно и случайным образом изменяются во времени:

u(t) = U (t) cos [ω0 t – φ (t)]. (2.1)

Частота ω0 колебаний равна централь­ной частоте настройки ВЧ тракта. Такой процесс называется квазигармоническим. Примерный вид его реализации показан на рис. 1.

u(t)

t

Случайная ф-ция времени U(t) носит название огибающей квазигармониче­ского процесса. Физическое объяснение многих особенностей квазигармонического колебания удобнее провести, если восполь­зоваться известной ф-лой «косинус разнос­ти» и представить (2.1) в виде

, (2.2)

где

Можно показать, что случайные функции UC (t) и US (t) независимы, подчиняются нормальному закону распределения, центри­рованы около нуля и имеют одинаковую дисперсию DU =U2 Ш , гдеUШ —эффективное значение квазигармонического напряжения. Таким образом, квазигармоническое коле­бание u(t) в записи (2.2) определяетсякак сумма двух квазигармонических колебаний uC (t) и uS (t). Примерный вид их реализации представлен на рис. 2.

Рис. 2. Форма ортогональных составляющих квазигармонического процесса

Наибольший практический интерес представляет случай, когда на входе ВЧ тракта одновременно с широкополосным шумом действует гармонический сигнал Uc (t) =Um cosw0 , частота которого совпа­дает с центральной частотой w0 ВЧ тракта. Поскольку этот тракт рассматривается как линейная система, то результирующее коле­бание на его выходе представляет собой сумму квазигармоннческого шума u(t) (1.1) и сигнала Uc (t):

up (t) = U(t)cos[w0 t -j(t)]+ Um cosw0 , (2.3)

и само является квазигармоническим коле­банием вида

uр (t)=V(t)соs[w0 t - Ф(t)]

В соответствии с (1.1) и (1.3) оги­бающую V(t) можно представить вектором V (рис. 3),

Рис. 3. Векторная диаграмма для огибающей аддитивной смеси квазигармонического шума и сигнала

длина которого равна

Вероятностный расчёт прохождения шума через ВЧ каскад радиоприёмного устройства изложен в [1].

2.2 Прохождение шума через амплитудный линейный детектор

Схема детектора показана на рис. 4. Предполагается, что нагрузка детектора безынерционна по отношению к огибающей.

Рис. 4. Детектор кваэигармонических колеба­ний .

Разделительная цепь Rp Cp задерживает только постоянную составляющую, пропуская флуктуацииe(t) без потерь.

При действии на входе линейного де­тектора квазигармонического колебания с огибающей U(t) на резисторе R нагрузки образуется случайное напряжение x(t):

x(t) =KД U(t) (2.4)

где КД — коэффициент передачи детектора.

Плотность вероятности напряжения Е, так же как и для огибающей, подчиняется закону Релея:

. (2.5)

Постоянная составляющаяx= случайного напряжения x(t) на нагрузке детекто­ра, его эффективное значение xэфф и эффек­тивное значение флуктуации eэфф на выходе разделительной цепи определяются сле­дующими ф-ла.ми:

(2.6)


Дарим 300 рублей на твой реферат!
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Мы дарим вам 300 рублей на первый заказ!