Дослідження перетворення сигналів безінерційними нелінійними ланками

 

Мета роботи: Вивчити преобразовательниє властивості безінерційних нелінійних ланок.

Завдання роботи:

1. Досліджувати перетворення регулярних сигналів безінерційними нелінійними ланками.

Досліджувати проходження стаціонарних випадкових процесів через безінерційні нелінійні ланки.

 

ВВЕДЕННЯ.

 

Нелінійні елементи, використовувані в техніці зв'язку і "гладкі" статичні характеристики, що мають, описуються зазвичай статечним рядом

 

Оскільки інтерес представляє, як правило, зміну сигналу - постійна складова з розгляду виключається. Для зменшення громіздкості обчислень, до уваги беруться доданки із ступенем, не вище другим. З урахуванням цього

 

В спектральной области входному сигналу соответствует сигнал на выходе нелинейного элемента

Класичним сигналом, проходження через нелінійність якого, досліджується, є сигнал з обмеженим рівномірним спектром

 

тут

Спектр потужності квадратичної складової вихідного сигналу має вигляд

 

де

 

- константа, визначувана шириною спектру вхідного сигналу.

Результуючий спектр потужності вихідного сигналу матиме вигляд

 

 

Класичними регулярними сигналами, проходження через нелінійність яких досліджується, є гармонійний сигнал і сума два гармонійних компонент з різними частотами.

 

 

.

 

Для гармонійного вхідного сигналу на виході нелінійної ланки маємо

 

з чого видно, що вихідний сигнал набуває додатково постійної складової і другої гармоніки. Якщо на вході нелінійної ланки діє сигнал, що містить дві гармонійні компоненти, то

 

 

З наведеного вище співвідношення виходить, що разом з додатковою постійною складовою і компонентами подвоєної частоти вихідний сигнал має компоненти з сумарною і різницевою частотами, продуктами взаємодії, що є, два гармонійних компонент вхідного сигналу на нелінійності.

Така взаємодія в реальній системі зв'язку може привести до негативних наслідків - появи небажаних компонент в спектрі вихідного сигналу, іншим негативним наслідком згаданої взаємодії сигналів може бути придушення слабкого сигналу сильним. Розглянуті вище ефекти в нелінійних ланках використовуються також і з позитивним результатом в помножувачах частоти, змішувачах і так далі

Прикладом "нерівної" (істотною) нелінійності є нелінійність типу "обмеження".

 

Ланкою з такою характеристикою зазвичай моделюють підсилювачі, обмежувачі сигналів і так далі

 

ПОСТАНОВКА ЗАВДАНЬ ДОСЛІДЖЕННЯ.

 

Об'єктом дослідження в даній роботі є проста структура (Ріс.2), що містить нелінійні елементи з розглянутими вище характеристиками, джерело вхідного сигналу і реєстратори. Як вхідний сигнал використовуються гармонійні, - функція і Гаусів білий шум.

Завдання даної роботи реалізуються шляхом аналізу в частотній області вихідних сигналів нелінейностей для різних вхідних.

 

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

 

1) Завантажити виконуючий файл com_nlin.svu. Доповнити модель ще одним нелінійним модулем з характеристикою "обмеження". Початкового значення рівня обмеження набути рівним, рівень вихідного сигналу

 

 

1)
Побудувати графіки спектрів сигналів на входах і виходах нелінейностей для вхідного сигналу типу - функція, Гаусів білий шум, гармонійний сигнал і двокомпонентний сигнал. Пояснити картину спектру сигналу на виході кожної нелінійності. Відзначити характерні крапки на графіках спектрів (частоти, рівні).

2) Досліджувати явище придушення слабкого сигналу сильним сигналом, Побудувати графік залежності. Дослідження провести для кожної нелінійності.

3) ЗМІСТ ЗВІТУ.

4)

5) Найменування роботи, її мета і завдання.

6) Структурна схема моделей, їх параметри, параметри системного часу.

7) Ескізи графіків сигналів, їх спектрів, побудовані залежності і необхідні коментарі відповідно до п.п. 1-3.

8) Виводи відповідно до пунктів 1-3 «Ходи виконання роботи».

9)

 

 

1) ЛІТЕРАТУРА.

1. Зюко а.Г. і ін. Теорія передачі сигналів. Стор. 80-82.

1) Тіхонов в.І. Статистична радіотехніка. Стор. 189-191.

2)

 

 

1) ДОДАТКОВЕ ЗАВДАННЯ.

2) 1. Побудувати графік закону розподілу вихідного сигналу нелінійності типу "обмеження" з параметрами при подачі на його вхід Гауссова білого шуму з параметрами:

3) 1.1.

4) 1.2.

5) 1.3.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10