Құрастырушылар: Накисбекова Б. Р., Павлова Т. А. Электрлік байланыс теориясы. 5В071900-Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтарының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы
Дәріс. Байланыс арналарындағы сигналдардың түрленуі. Арнадағы аддитивті бөгеуілдер
жүктеу/скачать 0,77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәрістің мақсаты
| 11 Дәріс. Байланыс арналарындағы сигналдардың түрленуі. Арнадағы аддитивті бөгеуілдер
Дәрістің мазмұны: -кездейсоқ байланыс арнасы арқылы сигналдардың өтуі. Флуктуациялық бөгеуілдер. Спектр бойынша жинақталған бөгеуілдер. Импульсті бөгеуілдер. Қабылдау антеннасының шулары. Дәрістің мақсаты: -кездейсоқ сызықты арналардағы ( тізбектегі) жалпы түрдегі сигналдың түрленуін қарастыру Радиотехникалық тізбекте флуктуация кернеуін және тоғын тудыратын физикалық құбылыстармен танысу. Қарапайым жағдайда сигналдың кездейсоқ түрленуі аддитивті бөгеуіл немесе аддитивті шу деп аталып, кездейсоқ процестің сигналдарының қосындысына жинақталады. Қиынырақ арналарға оған арна параметрлерінің кездейсоқ өзгерісі қосылады, қорытындысында аддитивті бөгеуіл болмағанның өзінде қабылдайтын сигнал беруші сигнал ретінде анықталмайды. Жалпы түрде сызықты жүйені (немесе сызықты арна) екі аргументтің кездейсоқ функциясын көрсететін, кездейсоқ ИХ G(t,) түрінде бейнелеуге болады t (реакцияның бақылану уақытынан) және (тізбектің кірісіне импульсін бергеннен бастап кеткен уақыт). Мысалы, параметрлері кездейсоқ ішкі әсерлерге ықпал ететін, кез-келген сызықты жүйенің, мысалы температура, қысым, ылғалдылық және т.б. кездейсоқ сызықты арнаны және t айнымалыларының кездейсоқ беріліс функциясымен сипаттауға болады . (11.1) (11.1) сипаттамасы бар кездейсоқ арнаның мағынасындағы Y(t) процесінің корреляция функциясын, X(t) стационарлы. Процестің кірісіне бергенде, былай анықталады . (11.2) мұнда, кездейсоқ арнаның жүйелік сипаттамасы. Енді, көп кездесетін модельдерге кеңінен тоқталайық. Кездейсоқ кіріс X(t)-ға әсер етуге арналған модель. , (11.3) Мұнда, және параметрлері флуктурленеді. Қарапайым жағдайда, сымды өткізгіш байланыста осындай флуктуациялар сыртқы шарттың өзгеруінен болады және қатысты кіші аралықта өте баяу жүреді.Толқынның көпсәулелі таралуы кезіндегі радиоарналарда, гидроакустикалық арналарда және де басқаларында флуктуация өте айқын көрінеді. Сигнал арнаның кірісінен шығысына || жолмен өткенде, күрделі жағдай орын алады. 11.1 суретте әрбір жолдың шығысында сигнал мына түрге ие болады. мұнда арнадағы фазалық ығысу, ал (t) мен X(t) Гильберт бойынша түйіндескен процес, бірақ және әртүрлі жылдар үшін өзгеше, сонымен қатар аз аралықты флуктурлайды. Мұндай түрдегі сигналдың көпжолды таралуы радио, гидроакустикалық және басқа да арналарға тән.(соның ішінде өткізгіштер). 11.1 Сурет - Сигналдың көпжолды таралуы Әдетте, толқын энергиясы біртексіз ортада таралады және әртүрлі біртексіздіктен шағылады. Бұл біртексіздік кішкене шағылдырушы (шашырау) көлемнің ішінде таралуы мүмкін. Бұл жағдайда және жолдар үшін жүрістің айырмасы [ мәнінің айырымы] үлкен емес. Егер осындай арнамен өте қысқа импульс жіберетін болса, онда оның шығысындағы импульс қысқа болады. Бұндай арнаны бір сәулелі деп атайды. Бұл жағдайда уақыт бойынша шашырауды (созылуды) тудырмайды, бірақ арнаның беріліс (мультипликативті бөгеуін) функциясының өте тез кездейсоқ өзгерісіне қатысты, тыну құбылысына әкеліп соқтырады. Тынуы бар бір сәулелі арнаға таржолақты сигнал берілсе, сәуле алдындағы кешігуінің орта квадратты ауытқуы мына шартты қанағаттандырады. , (11.4) мұнда Fc сигналдық спектр ені, онда сигналдық спектріндегі әртүрлі жиіліктегі бастапқы фазаның өзгерісі әртүрлі немесе бірдей. Сонымен қатар сигнал спектрінің барлық құраушылары бірге тынады, яғни олардың амплитудалары және фазалары бірдей өзгереді. Мұндай тыну ортақ немесе тегіс деп аталады. Егер (11.4) шарты орындалмаса, сигнал спектрінің әртүрлі ауданындағы тыну процесі сәйкес келмейді (жиілік бойынша селективті тыну). Сонда радиобайланыстың көп сәулелі арналарына тән, сигналдық формасының өзгерісі байқалады (кеңістікте шашыраған объектілердің шағылуынан пайда болған сигналдың қабылдау нүктесіне келуі). Байналыс арналарындағы аддитивті бөгеуілдер әрқилы себептерге қатысты туындайды және ескеруге қиын жеке іске асатын әр алуан түрді қабылдауы да мүмкін. Дәл осы бөгеуілдер берілген сигналдың ескеруге тұрмайтын туындысын шақыртады. Әртүрлілігіне қарамайтын электрлік және статистикалық құрылымына қатысты аддитивті бөгеуілдерді 3 негізгі топқа бөледі. Флуктуациялық жиілік және уақыт бойынша бөліну, жиілік бойынша топталған және уақыт бойынша топталған импульсті. Физикалық тұрғыдан, аддитивті флуктуациялық бөгеуілдер әртүрлі топтағы флуктуациялық жүйелерде туындайды, яғни сол немесе басқа физикалық мәндердің параметрлердің олардың орта мәндерінен кездейсоқ ауытқуынан туындауы заряд тасушылардың дискретті табиғатымен шарттасқан электрлік тізбекте шудың көзі ток флуктуациясы болуы мүмкін. Электр тоғының дискретті табиғаты бөлшектік эффект түріндегі жартылай өткізгішті аспаптарда туындайды (берілген схеманың қоректену режимінде туындаған заряд тасушылардың саны өзгереді). Егер екенін ескерсек, 1Гц жиілік жолағына келетін, флуктуациялық тоқтың үлес дисперсиясы N0=2eI0 . (11.5) Радиотехникада бұл қатынас Шоткин формуласы деп аталады. Осы қатынасқа сәйкес, электронды аспаптың балама шулы сұлбасы N0 жазықтықты спектрі бар ақ шу туғызатын ток көзін сақтайды. Электронды аспаптардың бөлшектік шуында бірнеше жүздеген мегагерцке дейінгі жиілікті тұрақты спектр қуаты болады, ал одан кейін жиіліктің өсуіне сәйкес кішірейеді. Байланыс құрылғыларындағы шудың таралуының себебі флуктуация болып табылады [жылулық қозғалысқа негізделген] заряд тасушылардың бей-берекет жылулық қозғалысына байланысты өткізгіш денелердегі резистор элкетр зарядының көлемдік жазықтығы флуктуациясы шудың пайда болуының ең басты себебі болып табылады. Заряд тасушылардың кездейсоқ жылулық қозғалысы кез-келген өткізгіште соңына қарай потенциалдарың кездейсоқ айырымын тудырады. Мұндай кернеудің орта мәні нольге тең, ал айнымалы құраушысы шуға айналады. Қабылдағыштың кірісінде жылулық шу-орташа нольді кездейсоқ гаустық процесті және қуаттың жазықтық спектрін-Найквист формуласын көрсетеді. No = 2Wo = 4kTR. (11.6) Жартылай өткізгіш аспаптар үшін сипаттама болып, аса жоғарғы құбылыстардың әртүрлі тобының қорытындысында туындайтын фликер-шу есептеледі. Жиіліктің кең диапозынындағы спектрлі жазықтығы гиперболоидтық заңға бағынады (1/f пропорционал). Қарапайым жағдайда жиіліктен жоғарғы фликер шуды елемейді. Күннің радиошағылуы және басқа да ғарыштық обьектілерінің әсерінен туатын радиобайланыс жүйесіндегі ғарыштық бөгеуілдер-флуктуациялық шу болып табылады. Радиотехникалық құрылғыдағы шудың көзі. Шығысында электромагниттік өрістің бей-берекет флуктуациясы әсерінен кездейсоқ кернеу туындайтын қабылдау антеннасы болуы мүмкін. Антеннаның шығысындағы, толқынның ұзындығымен салыстырғында кішірек кернеу пайда болады и = El. Егер жердегі табиғи бөгеуілдерді айтсақ, онда бұл шудың қуатты беру белгілі 30 МГц жиіліктен төмен болады. Спектр бойынша жинақталған аддитивті бөгеуілдерге басқа радиостанцияның сигналдарын арнаулы бөгеуілдер, әртүрлі негіздегі жоғарғы жиілікті генератордың сәуле шығаруын (өнеркәсіптік, медициналық) және т.б. жатқызуға болады. Жалпы жағдайда бұл модулденген тербеліс, яғни өзгеретін параметрлері бар квази гармоникалық тербеліс. Бір жағдайларда бұл тербелістер үздіксіз болады (мысалы, тарату және теледидарлық радиостанцияның сигналдары), ал басқа жағдайда олар импульстік сипаттамаға ие (радиотелеграфты станцияның және мәліміттерді беру жүйесінің сигналдары). Жинақталған бөгеулдердің спектр ені көп жағдайда қабылдағыштың өткізу жолағын үлкейтпейді, ал кейде ол жолақтан тар болады. Жайылуы пайдалы сигналдағы сияқты, байланыс сапасын анықтаушы, және флуктуация фазасы және амплитудасының кездейсоқ тербелісі болып табылатын, спектр бойынша жинақталған қысқа толқындардың диапазонындағы бөгеуілдер негізі болып табылады. Импульсті (уақыт бойынша жинақталған) аддитивті бөгеуілдерге жалғыз импульс түріндегі бөгеулдерді жатқызады. Мұнда, үлкен уақыт аралығында бірінен соң бірі, тізбектелген қабылдағыштағы өтпелі құбылыс бір импульсте келесі импульстің келуіне орай сөнеді. Мұндай бөгеуілдерге атмосфералық және индустриалды бөгеуілдерді жатқызады. Егер байқайтын болсақ, ”флуктуациалық бөгеуілдер” және “импульсті бөгеуілдер” өте ұқсас түсініктер. Импульстердің жиілігінің ізділігіне байланысты бірдей бөгеуілдер, кең жолақты өткізгішті қабылдағышқа импульсті сияқты, ал қатысты тар жолақты өткізгішті қабылдағышқа флуктуациялық сияқты әсер етеді. Тәжірибеде импульсті бөгеуілдерді кездейсоқ, қатысты кең жолақты процес ретінде қарастырсақ (кең болған сайын, импульсті бөгеуілдер қысқа) жеке аз, уақыт және амплитуда бойынша кездейсоқ таралған импульстерден тұрады. Мұндай бөгеуілдердің ықтималдылығы, импульстердің амплитудасының таралу ықтималдылығы және Пуассон моделі көмегімен, осы импульстердің аралығындағы уақыттық интервалдардың таралуымен сипатталады. Анодқа 1c келген электрондардың орта санын ν-деп белгілейді. Анодқа келу ықтималдылығы n электронға тең. . (11.7) Бұл заңға импульсті бөгеуілдердің нақты моделіне сәйкес келетін, үлкен амплитуда ауданында маңызды мәннің бар болуы сипат. Радиосигналдардың амплитудасының жәй флуктуациясы (тәуліктік, мезгілдік) интерференциялық емес құбылыстарға, ал таралу ортасында сигналдың жұтылуына негізделген. жүктеу/скачать 0,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|