Смекни!
smekni.com

Сигнали та процеси в радіотехніці (стр. 7 из 9)

Таблиця 3.10.

№ точки t, град y (t), В
0 0 0.013
1 7.5 0.150
2 15 0.352
3 22.5 0.482
4 30 0.602
5 37.5 0.804
6 45 0.903
7 52.5 0.742
8 60 0.5
9 67.5 0.344
10 75 0.168
11 82.5 -0.003
12 90 -0.147
13 97.5 -0.286
14 105 -0.459
15 112.5 -0.586
16 120 -0.701
17 127.5 -0.889
18 135 -0.984
19 142.5 -0.819
20 150 -0.565
21 157.5 -0.407
22 165 -0.252
23 172.5 -0.038
24 180 0.098
25 187.5 0.101
26 195 0.076
27 202.5 0.076
28 210 0.072
29 217.5 0.063
30 225 0.059
31 232.5 0.055
32 240 0.049
33 247.5 0.046
34 255 0.043
35 262.5 0.038
36 270 0.036
37 277.5 0.034
38 285 0.030
39 292.5 0.028
40 300 0.027
41 307.5 0.023
42 315 0.022
43 322.5 0.022
44 330 0.016
45 337.5 0.017
46 345 0.022
47 352.5 0.003
48 360 0.013

Для контролю перевіримо одну точку ручним обчисленням. Нехай аргумент дорівнює

.

Таблиця 3.11

K 0 1 2 3
0 0.003 0.146 0.140
k 4 5 6 7
0 -0.080 -0.050 -0.008
k 8 9 10 11
0 0.004 0.012 0.007
k 12 13 14 15
0 0.005 0.008 0.002

Тоді

, що підтверджує правильність розрахунків.

Побудуємо графік синтезованого сигналу на виході кола.


Рис.3.10. Синтезований сигнал на виході кола.

4. Узгоджена фільтрація

4.1 Автокореляційна функція вхідного сигналу

У загальному випадку автокореляційна функція сигналу x (t) розраховується за формулою:

(4.1)

Але заданий вхідний сигнал визначається, як складна функція. Він поводить себе монотонно у чотирьох окремих інтервалах:

Тому математичний вираз для кореляційної функції буде різним в залежності від того, на яку величину буде зміщено сигнал при знаходженні автокореляції, - відповідно, будуть різними і межі інтегрування.

Проведемо зсув вхідного сигналу для цих 4-х випадків:

1).


Рисунок 4.1 Знаходження автокореляції

2).

Рисунок 4.2 Знаходження автокореляції

3).

Рисунок 4.3 Знаходження автокореляції


4).


Рисунок 4.4 Знаходження автокореляції

Для чотирьох інтервалів t визначимо чотири кореляційні функції, проводячи інтегрування у відповідних межах. Врахуємо, що на певних інтервалах значення інтегралів будуть рівними (рівні площі перекриття), тому їх можливо подвоїти, не проводячи зайвих розрахунків:

За допомогою програми “MathCAD” проведемо інтегрування, підстановку відповідних меж та спрощення отриманих кореляційних функцій. Отримаємо:

Результуюча кореляційна функція є об’єднанням 4-х визначених. При цьому значення поруч розташованих функцій у точках стиковки повинні співпадати.

Так як автокореляційна функція завжди парна, продовжимо її на від’ємні t, не проводячи розрахунки:

Звичайно, при значенні аргументу більшому, ніж τі, функція кореляції дорівнює нулю. Розрахуємо та побудуємо її.


Таблиця 4.1

τ, мкс K (τ)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.33e-6 2.67e-6 1.2e-6 2.8e-7 1.29e-6 1.67e-6 1.35e-6 7.07e-7 2.13e-7 2.67e-8 0

Рисунок 4.5. Автокореляційна функція вхідного сигналу

4.2 Коефіцієнт передачі та імпульсний відгук узгодженого фільтра

Коефіцієнт передачі узгодженого фільтру розрахуємо за формулою:

,

де

- сполучена спектральна щільність вхідного сигналу,

А - коефіцієнт пропорційності - візьмемо рівним 1.

Підставимо вираз для спектральної щільності вхідного сигналу у первинній формі:

Отримаємо:

(4.2)

,

де

.

Множник

відповідає операції інтегрування,
- лінії затримки, знак “-” забезпечується поворотом фази на π. Беручи це до уваги, зобразимо структурну схему фільтра:


Рисунок 4.6 Структурна схема узгодженого фільтра

4.3 Відгук узгодженого фільтра

Імпульсний відгук узгодженого фільтра розрахуємо за формулою:

, (4.3)

де А - коефіцієнт пропорційності. Для простоти оберемо А=1.

По виразу (4.1) видно, що імпульсний відгук представляє собою масштабну копію вхідного сигналу, відображену дзеркально відносно осі ординат та зміщену на величину t0. Вона повинна бути не меншою за тривалість імпульсу tі. Тому оберемо t0 = tі. Тепер можна побудувати імпульсний відгук (з точністю до константи А). При подачі сигналу на узгоджений фільтр відгук визначається за формулою:

відгук представляє собою масштабну копію автокореляційної функції, затриману на величину t0. Затримка повинна бути не меншою за тривалість імпульсу tі. Це пояснюється тим, що фільтр спроможний дати максимальний відгук, лише обробивши увесь імпульс сигналу. Побудуємо відгук з точністю до константи А.