Ч а с т ь I |
Сигналы. Линейные системы с постоянными и |
переменными параметрами |
|
П р е д и с л о в и е | 3 |
|
Глава 1. Введение | 5 |
|
1.1. Основная задача и применения радиотехники | 5 |
1.2. Передача сигналов на расстояние. Особенности распространения |
волн и используемые в радиотехнике частоты | 6 |
1.3. Основные радиотехнические процессы | 10 |
1.4. Радиотехнические цепи и методы их анализа | 13 |
1.5. Проблема помехоустойчивости канала связи | 20 |
1.6. Задачи и содержание курса | 22 |
|
Глава 2. Сигналы | 24 |
|
2.1. Классификация сигналов. Основные определения | 24 |
2.2. Периодические сигналы | 26 |
2.3. Примеры периодических сигналов | 31 |
2.4. Распределение мощности в спектре периодического сигнала | 36 |
2.5. Непериодические сигналы | 38 |
2.6. Свойства преобразования Фурье | 43 |
2.7. Спектры некоторых непериодических сигналов | 46 |
2.8. Распределение энергии в спектре непериодического сигнала | 57 |
2.9. Единичный импульс (дельта-функция) | 58 |
2.10. Случайные сигналы. Распределение вероятностей | 64 |
2.11. Шумы | 70 |
2.12. Спектральный анализ случайных процессов | 74 |
2.13. Корреляционный анализ сигналов | 78 |
2.14. Связь между временными и спектральными характеристиками сигнала | 87 |
|
Глава 3. Информация и сигнал | 94 |
|
3.1. Мера информации | 94 |
3.2. Количество информации в дискретных сообщениях | 96 |
3.3. Информационная ёмкость дискретного сигнала | 101 |
3.4. Информация в непрерывных сигналах | 102 |
3.5. Дискретизация непрерывных сигналов | 105 |
3.6. Энтропия непрерывного распределения | 113 |
3.7. Энтропия совокупности выборок непрерывного сигнала | 119 |
3.8. Информационная ёмкость непрерывного сигнала | 123 |
|
Глава 4. Радиосигналы | 129 |
|
4.1. Общие определения | 129 |
4.2. Радиосигналы с амплитудной модуляцией | 131 |
4.3. Частотный спектр и автокорреляционная функция |
амплитудно-модулированного сигнала | 134 |
4.4. Угловая модуляция. Фаза и мгновенная частота колебания | 144 |
4.5. Частотный спектр колебания при угловой модуляции. Общие соотношения | 149 |
4.6. Спектр колебания при гармонической угловой модуляции | 150 |
4.7. Спектр колебания при сложной угловой модуляции | 154 |
4.8. Огибающая, фаза и частота узкополосного сигнала | 166 |
4.9. Метод стационарной фазы | 176 |
4.10. Дискретизация узкополосных сигналов | 182 |
|
Глава 5. Передача сигналов через линейные системы. Общие методы |
и соотношения | 186 |
|
5.1. Вводные замечания | 186 |
5.2. Спектральный метод | 187 |
5.3. Метод интеграла наложения | 193 |
5.4. Линейный усилитель как четырёхполюсник | 196 |
5.5. Передаточная функция и импульсная характеристика |
апериодического усилителя | 200 |
5.6. Передача дискретных сообщений через апериодические системы | 208 |
5.7. Дифференцирование и интегрирование сигналов | 214 |
5.8. Корреляция сигналов на входе и выходе линейного фильтра | 221 |
5.9. Формирование шума в линейных цепях | 224 |
5.10. Потеря информации в линейном фильтре | 232 |
5.11. Нелинейные искажения сигналов в системах с активными элементами | 238 |
|
Глава 6. Передача радиосигналов через избирательные системы | 243 |
|
6.1. Особенности анализа | 243 |
6.2. Приближённый спектральный метод | 244 |
6.3. Упрощение метода интеграла наложения | 248 |
6.4. Передача радиосигналов с непрерывной амплитудной модуляцией | 251 |
6.5. Прохождение радиоимпульса с прямоугольной огибающей |
и немодулированным заполнением через колебательный контур | 257 |
6.6. Прохождение радиоимпульса через двухконтурную связанную систему | 261 |
6.7. Передача фазо-манипулированного сигнала | 265 |
6.8. Передача частотно-манипулированного сигнала | 266 |
6.9. Прохождение частотно-модулированных колебаний через |
избирательные системы | 273 |
6.10. Качание частоты э.д.с., действующей на избирательную систему | 280 |
|
Глава 7. Линейные цепи с задержкой | 286 |
|
7.1. Связь между амплитудной и фазовой характеристиками линейной |
системы | 286 |
7.2. Неминимально-фазовые цепи | 291 |
7.3. Мостовая схема как устройство задержки | 295 |
7.4. Импульсная характеристика фильтра с квадратичной фазовой |
характеристикой | 301 |
7.5. Передача радиосигналов через идеальную линию, согласованную с |
нагрузкой | 309 |
7.6. Линия с потерями | 311 |
7.7. Отражение сигнала у конца линии | 313 |
|
Глава 8. Линейные системы с обратной связью | 320 |
|
8.1. Принцип обратной связи | 320 |
8.2. Частотные и временные характеристики устойчивых систем с |
обратной связью | 325 |
8.3. Стабильность характеристик системы | 333 |
8.4. Ослабление нелинейных искажений с помощью отрицательной |
обратной связи | 336 |
8.5. Устойчивость линейных систем | 338 |
8.6. Критерий устойчивости Рауса-Гурвица | 341 |
8.7. Критерий устойчивости Найквиста | 347 |
8.8. Обратная связь в системах с задержкой | 351 |
8.9. Гребенчатый фильтр | 353 |
8.10. Импульсная характеристика гребенчатого фильтра | 357 |
8.11. Процессы установления в гребенчатом фильтре | 360 |
8.12. Накопление периодического сигнала | 362 |
8.13. Рециркуляторы | 364 |
|
Глава 9. Линейные системы с переменными параметрами | 366 |
|
9.1. Общие характеристики параметрических цепей | 366 |
9.2. Простейшие параметрические цепи. Дифференциальные уравнения | 369 |
9.3. Передача сигналов через линейные цепи с переменными |
параметрами. Передаточная функция | 376 |
9.4. Определение импульсной характеристики параметрической цепи | 378 |
9.5. Преобразование спектра сигнала в параметрической цепи | 382 |
9.6. Колебательный контур с периодически изменяющейся ёмкостью | 385 |
9.7. Параметрическое возбуждение колебаний | 387 |
9.8. Принцип параметрического усиления. Одноконтурный усилитель | 395 |
9.9. Схема замещения периодически изменяющейся ёмкости или |
индуктивности | 399 |
9.10. Двухконтурный параметрический усилитель. Принцип действия | 405 |
|
Приложение I. Определение спектра частотно-модулированного колебания |
методом функции корреляции (к гл. 4) | 412 |
|
Приложение II. К вопросу о дискретизации узкополосных сигналов |
(к гл. 4) | 418 |
|
Приложение III. Воздействие сигналов с быстро изменяющейся частотой |
заполнения на избирательную систему (к гл. 6) | 421 |
|
Приложение IV. К решению дифференциального уравнения |
параметрического контура (к гл. 9) | 426 |
|
Приложение V. К решению уравнения одноконтурного параметрического |
усилителя (к гл. 9) | 428 |
|
Предметный указатель | 431 |
|
Ч а с т ь II |
Нелинейные системы. Преобразование случайных |
процессов в линейных и нелинейных системах. |
Борьба с помехами |
|
П р е д и с л о в и е | 3 |
|
Глава 1. Нелинейные цепи и методы их анализа | 5 |
|
1.1. Нелинейные элементы | 5 |
1.2. Аппроксимация нелинейных характеристик | 6 |
1.3. Преобразование спектра в нелинейной цепи | 10 |
1.4. Определение токов и напряжений в цепи с нелинейным |
сопротивлением. Графический способ | 12 |
1.5. Нелинейная цепь с фильтрацией постоянного тока. Выпрямление | 16 |
1.6. Нелинейный активный четырёхполюсник | 23 |
1.7. Нелинейное резонансное усиление. Квазилинейный метод | 25 |
1.8. Умножение частоты | 29 |
1.9. Амплитудное ограничение | 31 |
|
Глава 2. Генерирование колебаний | 37 |
|
2.1. Автоколебательная система | 37 |
2.2. Примеры схем автогенераторов | 40 |
2.3. Возникновение колебаний в автогенераторе | 43 |
2.4. Стационарный режим автогенератора. Баланс фаз | 48 |
2.5. Мягкий и жёсткий режимы самовозбуждения | 54 |
2.6. Нелинейное уравнение автогенератора | 57 |
2.7. Решение нелинейного уравнения автогенератора методом медленно |
меняющихся амплитуд | 61 |
2.8. Двухконтурные автогенераторы. Явление затягивания частоты | 67 |
2.9. Автогенераторы с внутренней обратной связью | 72 |
2.10. Автогенератор с задержкой в цепи обратной связи | 76 |
2.11. Генераторы RC | 80 |
2.12. Релаксационные автогенераторы. | 85 |
2.13. Метод фазовой плоскости | 91 |
2.14. Фазовые портреты автоколебаний | 97 |
|
Глава 3. Управление колебаниями (модуляция) | 101 |
|
3.1. Общие замечания | 101 |
3 2. Амплитудная модуляция | 102 |
3.3. Особенности амплитудной модуляции в автогенераторе | 109 |
3.4. Угловая модуляция в системе с независимым источником несущего |
колебания | 111 |
3.5. Угловая модуляция в автогенераторе | 114 |
|
Глава 4. Детектирование модулированных колебаний. Преобразование |
частоты | 123 |
|
4.1. Вводные замечания | 123 |
4.2. Амплитудное детектирование | 123 |
4.3. Детектирование одной полосы боковых частот амплитудной модуляции | 129 |
4.4. Частотное и фазовое детектирование | 131 |
4.5. Преобразование частоты сигнала | 141 |
4.6. Синхронное детектирование | 146 |
4.7. Балансные преобразователи частоты | 147 |
|
Глава 5. Действие внешней силы на цепи с реактивными |
нелинейностями и на системы с положительной обратной связью | 151 |
|
5.1. Резонанс в нелинейной цепи | 151 |
5.2. Регенерация | 155 |
5.3. Действие синусоидальной э.д.с. на автогенератор. Захватывание |
частоты | 160 |
5.4. Процесс установления режима захватывания | 165 |
5.5. Влияние шумов на частоту и фазу автогенератора | 171 |
5.6. Деление частоты | 174 |
|
Глава 6. Преобразование случайных процессов в линейных системах |
с постоянными и переменными параметрами | 181 |
|
6.1. Передача нормальных процессов через системы с постоянными |
параметрами | 181 |
6.2. Аддитивная и мультипликативная помехи | 183 |
6.3. Распределение вероятностей огибающей и фазы узкополосного |
нормального процесса | 184 |
6.4. Нормализация случайных процессов в узкополосных системах | 187 |
6.5. Мультипликативная помеха типа амплитудной модуляции | 194 |
6.6. Влияние мультипликативной помехи на закон распределения сигнала | 198 |
6.7. Примеры нахождения распределения выходного сигнала при |
мультипликативной помехе | 200 |
6.8. Нахождение статистических характеристик выходного сигнала при |
сложной мультипликативной помехе | 204 |
|
Глава 7. Преобразование случайных процессов в нелинейных системах | 208 |
|
7.1. Общие замечания | 208 |
7.2. Преобразование закона распределения в безынерционном нелинейном |
элементе | 209 |
7.3. Преобразование энергетического спектра в безынерционном |
нелинейном элементе | 213 |
7.4. Воздействие узкополосного нормального шума на квадратичный |
детектор | 216 |
7.5. Воздействие узкополосного нормального шума на линейный детектор | 219 |
7.6. Совместное действие синусоидального сигнала и узкополосного |
нормального шума на амплитудный детектор | 222 |
7.7. Представление нелинейной характеристики в виде контурного интеграла | 230 |
7.8. Взаимодействие синусоидального сигнала и нормального шума в |
идеальном ограничителе с резонансной нагрузкой | 234 |
7.9. Совместное действие синусоидального сигнала и нормального шума |
на частотный детектор | 241 |
|
Глава 8. Борьба с помехами. Оптимальная линейная фильтрация | 245 |
|
8.1. Проблема помехоустойчивости | 245 |
8.2. Постановка задачи об оптимальной линейной фильтрации | 248 |
8.3. Фильтры, максимизирующие отношение сигнал/шум при белом шуме | 250 |
8.4. Импульсная характеристика оптимального фильтра. Физическая |
осуществимость | 253 |
8.5. Сигнал и помеха на выходе оптимального фильтра | 255 |
8.6. Примеры синтеза оптимальных фильтров для некоторых сигналов при |
белом шуме | 259 |
8.7. Формирование сигнала, согласованного с заданным фильтром | 272 |
8.8. Оптимальная фильтрация известного сигнала при небелом шуме | 276 |
|
Глава 9. Борьба с помехами. Широкополосные системы радиосвязи | 278 |
|
9.1. Общие замечания | 278 |
9.2. Широкополосная частотная модуляция | 279 |
9.3. Повышение помехоустойчивости приёма с помощью схемы ШОУ | 285 |
9.4. Понятие об импульсной модуляции | 289 |
9.5. Спектры модулированных импульсных последовательностей | 294 |
9.6. Принципы осуществления модуляции и детектирования импульсных |
последовательностей | 298 |
9.7. Принципы многоканальной радиосвязи | 305 |
9.8. Помехоустойчивость импульсных систем | 309 |
9.9. Кодово-импульсная модуляция. Шумы квантования | 314 |
|
Предметный указатель | 319 |