РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ Методические рекомендации и тематика курсовых работ

Электротехника
Контрольная работа
ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ
Прохождение амплитудно-модулированного сигнала через резонансный усилитель
Резонансное усиление фазоманипулированного сигнала
Прохождение информационного сигнала и шума через фильтр нижних частот
Квазиоптимальная фильтрация сигнала с угловой модуляцией
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВЫХ РАБОТ
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Найти спектральную плотность сигнала
Амплитудно-модулированный сигнал
Линейная система с обратной связью
Курсовая работа «Прохождение случайных сигналов через фильтры нижних частот»
Курсовая работа «Прохождение модулированных сигналов через резонансный усилитель»
 
 
 
 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВЫХ РАБОТ

Перед тем, как приступить к выполнению курсовой работы необходимо изучить соответствующие темы по литературе [1-12] в рамках приведенной рабо­чей программы, разобраться в терминологии, определениях и методах расчета требуемых величин.

Курсовая работа оформляется в соответствии с установленными требованиями. Она должна содержать фамилию, имя, отчество слушателя, номер группы, тему работы.

Работы рекомендуется делить на разделы в соответствии с пунктами зада­ния на курсовую работу. Каждый раздел должен иметь заголовок. В первом раз­деле целесообразно привести обзор основных известных результатов и методов исследования по теме работы.

При расчетах рекомендуется использовать обозначения величин совпадаю­щие с обозначениями данного пособия. Все вычисления следует проводить в об­щем виде, без подстановки числовых значений в промежуточные формулы. После получения конечной формулы ее следует переписать с подставленными числовы­ми значениями и рассчитать результат. В итоговую формулу необходимо подста­вить размерности всех входящих в нее величин и определять размерность резуль­тата. При подстановке числовых, значений в итоговую формулу, следует привести их размерности к размерностям системы СИ.

В ходе расчетов желательно писать пояснения, обосновать используемые формулы, приводить обсуждение полученных результатов.

При построении графиков следует указывать значения и размерности вели­чин, откладываемых по координатным осям. На графиках, кроме координатных осей, должна быть нанесена координатная сетка.

В конце каждого раздела работы необходимо сделать вывод, содержащий ответ на соответствующий пункт задания. В этом ответе, в зависимости от зада­ния, должны содержаться указания на построенные графики, рассчитанные таб­лицы значений, выведенные формулы и рассчитанные по этим формулам значе­ния величин с указанием их размерности.

Работа по теме 1 связана с анализом спектров периодических сигналов. В работе требуется разложить периодический сигнал U(t) в ряд Фурье [1]

,  (1)

где

, (2)

,  (3)

. (4)

 Амплитудный и фазовый спектры сигнала определяются выражениями

. (5)

При расчете коэффициентов ,  при импульсном сигнале, ин­тервал интегрирования   необходимо разделить на два подинтервала, соответствующих различным значениям сигнала. При расчетах, удобно пользоваться соотношениями, выра­жающими произведения тригонометрических функций через тригонометрические функции суммарных и разностных аргументов:

, (6)

,  (7)

. (8)

Для построения спектральной диаграммы по вертикальной оси откладываются значения нормированного амплитудного спектра, а по горизонтальной зна­чения частот соответствующих гармоник.

Работы по темам 1, 2, 3, 5, 8, 10 связаны с исследованием прохождения сигналов через резонансный усилитель (рис. 1.2), а работы по темам 4 и 9 с прохождением сигналов через частотно-избирательную систему в виде резонансного контура усилителя, изображенного на рис. 1.2. Амплитудный и фазовый спектры вход­ного сигнала можно рассчитать согласно формулам из [1]. Резонансная частота , ха­рактеристическое сопротивление , добротность Q, полоса пропускания , резонансное сопротивление  параллельного резонансного контура усилителя, показанного на рис. 1.2, определяются выражениями [1]

, , , . (9)

Частотная характеристика резонансного контура рассчитывается как ком­плексное сопротивление двух параллельно включенных звеньев. Первое звено со­держит конденсатор с комплексным сопротивлением

,  (10)

а второе звено состоит из последовательно включенных индуктивности с сопро­тивлением

 (11)

и резистора R.

Амлитудно-частотная характеристика определяется как модуль частотной характеристики резонансного контура.

Частотный коэффициент передачи усилителя рассчитывается по формуле [1]

, (12)

где , , ,  - эквивалентная расстройка, , , - крутизна и эквивалентное выходное сопротивление транзистора.

Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилителя опреде­ляются как модуль и аргумент коэффициента передачи усилителя.

При расчете амплитудного и фазового спектров выходного сигнала следует амплитуды различных частотных составляющих умножить на значение ампли­тудно-частотной характеристики усилителя, а к фазам различных составляющих следует прибавить значение фазо-частотной характеристики на данной частоте.

Для построения спектральной диаграммы по вертикальной оси откладываются значения амплитудного спектра, а по горизонтальной значения частот раз­личных гармоник сигнала.

Нелинейными искажениями сигнала можно пренебречь, когда уровень вы­ходного сигнала позволяет использовать линейную аппроксимацию вольт-амперной характеристики транзистора. Это имеет место, когда выполняется условие: .

Работы по темам 6, 7 связаны с изучением свойств сигналов на вы­ходе фильтров нижних частот. 

Коэффициент передачи фильтра, приведенного на рис. 6.1 можно рас­считать как отношение комплексного сопротивления, включенного к выходным клеммам, к комплексному сопротивлению, включенному между входными клем­мами. Сопротивления конденсатора и катушки индуктивности определяются вы­ражениями (10) и (11).

Амплитудно-частотная характеристика фильтра определяется как модуль коэффициента передачи.

Спектральная плотность мощности процесса на выходе фильтра может быть рассчитана по формуле

,  (13)

где  - спектральная плотность мощности входного шума,  - коэффициент передачи фильтра.

Дисперсия , функция корреляции , коэффициент корреляции  и интервал корреляции  процесса на выходе фильтра определяются выражениями:

,  (14)

, (15)

,  (16)

. (17)

По условию входной сигнал фильтра имеет гауссово распределение. В силу линейности фильтра его выходной сигнал также будет иметь гауссово распреде­ление. Математическое ожидание входного шума равно нулю, поэтому математическое ожидание выходного процесса фильтра также будет нулевым. Значит од­номерные плотность вероятности и функцию распределения можно рассчитать по формулам [1]

,  (18)

, (19)

где

  (20)

- интеграл вероятности (функция распределения стандартной гауссовой величи­ны). График  приведен в [1], а таблицы значений в [10].

В работе по теме 10 исследуется процесс усиления и детектирования амплитудно-модулированных сигналов.

Сопротивление  и емкость  в цепи нагрузки диодного детектора должны удовлетворять условиям

, (21)

где  - частота несущего колебания,  - частота модулирующего колебания.

Коэффициент детектирования диодного детектора определяется выражением [1]

.  (22)

Здесь S - крутизна диода в диодном детекторе.

В работе по заданной величине коэффициента детектирования и крутизны, с использованием соотношения (22) следует определить величину сопро­тивления в цепи нагрузки, а затем, согласно (21), выбрать емкость в цепи нагруз­ки .

При построении спектральных диаграмм по вертикальной оси откладыва­ются амплитуды, а по горизонтальной частоты гармонических составляющих сиг­нала. Поскольку входной сигнал модулирован по амплитуде однотональным сиг­налом, он будет содержать только три гармонических составляющих на частотах , ,  с амплитудами , ,  соответственно, где ,  - частоты несущего и модулирующего колебаний, - амплитуда несущего колеба­ния, т - глубина модуляции.

При выполнении условий (21) в спектре выходного сигнала детектора будет только одна гармоническая составляющая с частотой . Из определения коэффи­циента детектирования [1]:

, (23)

при заданном в условии значении этого коэффициента, рассчитывается амплиту­да   сигнала на выходе детектора.

Курсовая работа по радиотехнике