Квазиоптимальная фильтрация низкочастотного информационного сигнала
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Информационным сигналом называют процесс изменения во времени физического состояния какого-либо объекта, служащий для отображения, регистрации и передачи сообщений CITATION СИБ00 \l 1049 [1]. В практике человеческой деятельности сообщения неразрывно связаны с заключенной в них информацией. Информация заключена в параметрах сигнала. Например, в радиолокации амплитуда и длительность отраженного сигнала несут информацию о размерах цели, задержка отраженного сигнала несет информацию о дальности до цели, частота и фаза отраженного сигнала содержат информацию о скорости и угловых координатах цели. Как правило, в информационных каналах наряду с сигналами присутствуют шумы, которые либо искажают информацию, либо полностью маскируют информационный сигнал. Одна из основных задач в радиотехнике – это выделение сигнала из шумов (фильтрация), которая повышает соотношение сигнал/шум, увеличивая тем самым достоверность извлекаемой из информационного сигнала информации. В радиотехнике существует раздел, посвященный оптимальной фильтрации информационных сигналов. В нем рассматриваются принципы построения оптимальных фильтров, т. е. фильтров, обеспечивающих на своем выходе максимальное соотношение сигнал/шум при подаче на вход информационного сигнала и шума CITATION Гор80 \l 1049 [2]. В теории оптимальной фильтрации показано CITATION Гор80 \l 1049 [2], что амплитудно-частотная характеристика оптимального фильтра должна быть пропорциональна амплитудно-частотному спектру входного сигнала (амплитудно-частотная характеристика «согласована» со спектром сигнала), а фазо-частотная характеристика равна фазо-частотному спектру сигнала с обратным знаком. Совпадение формы амплитудно-частотной характеристики фильтра с амплитудно-частотным спектром сигнала обеспечивает наилучшее выделение наиболее интенсивных участков спектра сигнала. Слабые участки спектра сигнала фильтр ослабляет; в противном случае наряду с ними проходили бы интенсивные шумы. При этом форма сигнала на выходе фильтра искажается. Однако это не имеет значения, так как задача фильтра в данном случае состоит не в точном воспроизведении формы входного сигнала, а в формировании наибольшего пика выходного сигнала на фоне шума. Существенную роль в этом отношении играет фазо-частотная характеристика оптимального фильтра, которая обеспечивает суммирование всех спектральных составляющих входного сигнала в определенный момент времени. При разработке оптимальных фильтров часто оказывается, что их либо нельзя вообще физически реализовать, либо их реализация технически затруднительна. В таких случаях используют квазиоптимальные фильтры, т.е. обеспечивающие на своем выходе соотношение сигнал/шум не намного меньше максимального, но при этом являющиеся сравнительно простыми устройствами, которые технически легко реализуются. Поэтому целью настоящей курсовой работы является изучение процесса прохождения импульсного информационного сигнала и шума через квазиоптимальный фильтр. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Определить характеристики импульсного информационного сигнала. 2. Определить параметры квазиоптимального фильтра нижних частот (ФНЧ). 3. Определить характеристики информационного сигнала и шума на выходе квазиоптимального ФНЧ. 4. Оценить влияние параметров квазиоптимального ФНЧ на характеристики выходного сигнала и шума. Актуальность данной работы определяется необходимостью получения знаний о влиянии параметров квазиоптимального фильтра (ФНЧ) на характеристики импульсного информационного сигнала и шума, а также применения полученных знаний на практике.
Спектральные характеристики информационного сигнала
Периодический сигнал можно представить в виде ряда Фурье CITATION ИСГ86 \l 1049 [3]: (1.3а) где - постоянная составляющая сигнала, - частота первой гармоники сигнала, n=1, 2, 3, …, величины и называются коэффициентами ряда Фурье и находятся из выраж...
Открыть главуВременная зависимость напряжения на выходе ФНЧ
Для сигнала на выходе ФНЧ по его амплитудному и фазовому спектрам, выражение (4.2), таблица 4.1 и таблица 4.2, для 25 гармоник (в полосе частот от нуля до 500 кГц) синтезированы временные зависимости напряжения на выходе фильтра нижних частот. Синтез...
Открыть главуЗаключение
При выполнении курсовой работы проведены необходимые работы и получены следующие результаты: 1. Расчетным путем получены характеристики входного импульсного информационного сигнала и шума. 2. Определены параметры квазиоптимального фильтра нижних частот (ФНЧ) с разными частотами среза. 3. Расчетным путем получены характеристики информационного сигнала и шума на выходе квазиоптимального ФНЧ с разными частотами среза. 4. Получены оценки влияния параметров ФНЧ на характеристики информационного сигнала и шума на его выходе. Цель, поставленная в курсовой работе, достигнута – изучен процесс прохождения информационного сигнала и белого шума через фильтр нижних частот. В результате выполнения работы получены знания о влиянии параметров фильтра нижних частот на характеристики информационного сигнала и белового шума. Эти знания необходимы специалисту в области радиотехники и могут быть использованы в дальнейшей практической деятельности.
Список литературы
BIBLIOGRAPHY 1. Баскаков С.И., Радиотехнические цепи и сигналы, Москва: Высшая школа, 2000, с. 462. 2. Горяинов В.Т., Журавлев А.Г., Тихонов В.И., Статистическая радиотехника: Примеры и задачи. Учебн. пособие для вузов/ Под ред В.И. Тихонова, Москва: Сов. радио, 1980, с. 544. 3. Гоноровский И. С., Радиотехнические цепи и сигналы, Москва: Радио и связь, 1986, с. 512. 4. Стеценко О. А., Радиотехнические цепи и сигналы, Москва: Высшая школа, 2007, с. 432. [ 5. Булгаков О.М., Удалов В.П. Радиотехнические цепи и сигналы. Методические рекомендации., Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2013, с. 64. 6. Денисенко А.Н., Сигналы. Теоретическая радиотехника. Справочное пособие., Москва: Горячая линия - Телеком, 2005, с. 704.
