|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Исследования Согласованного Фильтра |
Брелок LED "Лампочка" классическая. 
Забавная пачка "5000 дублей". Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электронной техники УТВЕРЖДАЮ проректор по учебной работе “ИССЛЕДОВАНИЕ СОГЛАСОВАННОГО ФИЛЬТРА” Методические указания к проведению лабораторных работ Москва 1998г. Цель работы - ознакомление с принципом действия согласованного фильтра и исследование его помехоустойчивости. Задание по работе Проработать теоретический материал по источникам и данным методическим указаниям. Изучить функциональную схему лабораторной установки. Выполнить работу. Ответить на контрольные вопросы. Основные теоретические положения Из теории оптимальных методов радиоприема известно, что в условиях действия гауссовской помехи типа белого шума оптимальный приемник должен вычислять интеграл вида (1) где 0 - односторонняя спектральная плотность шума ; Т - длительность сигнала; u( ) - принятый сигнал; s( ) - полезный сигнал; Интеграл (1) можно рассматривать как меру взаимной корреляции принятого сигнала u( ) и полезного сигнала s( ) сигналов. Чтобы осуществить реализацию выражения (1), используют корреляционный приемник. С другой стороны, интеграл (1) можно рассматривать как свертку сигнала u( ) с импульсной характеристикой некоторого фильтра. В этом случае необходимо использовать согласованный фильтр. Рассмотрим задачу синтеза оптимального фильтра в условиях действия аддитивной помехи. Пусть принятый сигнал имеет вид (2) где s( ) - полезный сигнал известной формы со спектральной плотностью Fs(j(); ( )стационарный случайный процесс со спектральной плотностью мощности F ((). Будем отыскивать оптимальный фильтр в классе линейных фильтров. Тогда сигнал на входе фильтра с учетом принципа суперпозиции можно представить как (3) Найдем отношение р мощности полезного сигнала к мощности помехи на выходе фильтра в некоторый момент времени 0. (4) где K(j() - комплексно-частная характеристика фильтра. Соответственно в момент времени 0 (6) В формулах (4) и (6) через Fs,вых(j() и F ,вых(() обозначены спектральная плотность полезного сигнала и спектральная плотность мощности помехи на выходе фильтра. С учетом (5) и (6) выражение для р в момент времени 0 запишется как (7) Понятно, что чем больше величина р, тем выше помехоустойчивость приема. Поэтому определим фильтр, который обеспечивал бы на выходе максимальное соотношение сигнал/помеха. Воспользуемся неравенством Буняковского - Шварца (8) справедливым для любых функций А(() и В((), для которых интегралы в (8) имеют смысл. Заметим, что неравенство (8) превращается в строгое равенство, если (9)где а- постоянная; В (() - функция, комплексно-сопряженная с функцией В((). С учетом (8) можно записать (10) (11) С учетом (9) находим, что максимальное отношение сигнал/помеха (12) где Fs (j() - комплексно-сопряженный сигнал. Таким образом фильтр с комплексно - частотной характеристикой, определяемой формулой (12), является наилучшим в классе линейных фильтров, а при гауссовских помехах также наилучшим образцом и в классе нелинейных фильтров. Из выражения (12) следует, что коэффициент передачи фильтра зависит от отношения спектральной плотности сигнала к спектральной плотности мощности помехи: коэффициент передачи тем больше, чем больше это отношение.
Таким образом, оптимальный фильтр избирательно пропускает те или иные частотные составляющие. Очевидно, что отношение сигнал/помеха будет тем больше, чем сильнее отличается спектр сигнала от спектра помехи. Рассмотрим случай, когда помеха представляет собой белый шум со спектральной плотностью мощности 0/2. В этом случае комплексно - частотная характеристика оптимального фильтра а соотношение сигнал/помеха (14) где Е - энергия сигнала. Фильтр с характеристикой (13), оптимальный для помехи типа белого шума называется согласованным. Максимальное отношение сигнал/помеха (14) на выходе такого фильтра определяется только энергией сигнала и спектральной плотностью мощности помехи и не зависит от формы сигнала. По значению это отношение совпадает с максимальным отношением сигнал/ помеха на выходе корреляционного приемника. Отсюда, в частности, следует, что в условиях действия помехи типа белого шума помехоустойчивость корреляционного приемника и согласованного фильтра одинаковы. Рассмотрим более подробно комплексно - частотную спектральную плотность полезного сигнала в виде где Fs(j() и ((() - амплитудный и фазовый спектр сигнала соответственно. Тогда (15) (16) где K(j() - амплитудно-частотная характеристика фильтра; ((() - фазовая характеристика фильтра. Сравнивая (15) и (16) находим (17) (18) Из (17) следует, что амплитудно частотная характеристика согласованного фильтра с точностью до постоянной совпадает с амплитудным спектром сигнала. Фазовая характеристика согласованного фильтра определяется двумя слагаемыми. Первое из них - ((() равно фазовому спектру сигнала, взятому с противоположным знаком. Назначение его в том чтобы компенсировать фазовые сдвиги различных составляющих сигнала. В результате в некоторый момент времени = 0 все составляющие выходного сигнала будут совпадать по фазе и, складываясь, давать максимум выходного сигнала. Если бы фазовая характеристика фильтра не компенсировала фазовые сдвиги составляющих сигнала, то максимумы гармонических составляющих сигнала не совпадали бы во времени, а это привело бы к уменьшению выходного напряжения. Второе слагаемое - ( 0 обеспечивает задержку момента совпадения фаз составляющих сигнала на величину 0. Понятно, что значение 0 не может быть меньше длительности обрабатываемого сигнала. Напряжение на выходе согласованного фильтра (19) Из (19) следует, что выходное напряжение определяется только амплитудным спектром сигнала и не зависит от фазового спектра. Это объясняется тем, что взаимные фазовые сдвиги составляющего сигнала скомпенсированы фазовой характеристикой фильтра. Максимальное значение uвых( ) принимает в момент времени = 0. Еще раз подчеркнем, что значение 0 должно быть больше или равно длительности сигнала, т.е. максимум uвых( ) достигается только после обработки всего принятого сигнала. Рассмотрим импульсную характеристику h( ) согласованного фильтра. Учитывая, что h( ) любого фильтра связано K(j() преобразованием Фурье, находим (20) Из выражения (20) следует, что импульсная характеристика согласованного фильтра является зеркальным отображением сигнала s( ) относительно прямой = 0/2 (рис.1
). Рисунок 1 Учитывая условие физической реализуемости фильтра h( )=0 при 0 числу целых положительных чисел, меньших L и взаимно простых с L, включая и единицу. В качестве примера приведем все примитивные многочлены для =5: f1(x)=x5(x3(1, f2(x)=x5(x2(1, f3(x)=x5(x4(x3(x2(1, f4(x)=x5(x4(x3(1, f5(x)=x5(x4(x2(1, f6(x)=x5(x3(x2(1. Любой из них может быть использован для получения М-последовательности. Так, для многочлена f(x)=x5(x3(1 правило кодирования xi=xi-3(xi-5. Заметим, что чем больше членов содержится в многочлене f(x), тем сложнее генератор. Учитывая, что М-последовательности нашли наиболее широкое применение в технике связи, укажем их основные свойства. М-последовательность с периодом 2 -1 содержит все возможные комбинации - значных двоичных чисел, за исключением нулевой. Число единиц в последовательности на единицу больше числа нулей, причем появление единицы и нуля для постороннего наблюдателя, не знающего закон формирования последовательностей, случайно во времени. В частности, этому свойству М-последовательности обязаны и другим названиям - псевдослучайные последовательности. Результат почленного суммирования М-последовательности с этой же последовательностью, но сдвинутой на i символов, где i=1,2,.L-2, представляет собой исходную последовательность, но сдвинутую на некоторое другое число символов, Описание лабораторной установки Функциональная схема установки приведена на рис. 3 Рисунок 3 Она состоит из генераторов ГМП, вырабатывающего М-последовательность 111100010011010, 111., смесителя СМ, согласованного фильтра СФ и решающего устройства РУ. Согласованный фильтр (рис. 4) состоит из линии задержки с отводами, совокупности инверторов, суммирующего устройства и фильтра, согласованного с одиночным видеоимпульсом (ОВИ) длительностью, равной длительности (0 элементарного импулься М - сигнала. Рисунок 4 Шаг задержки между двумя соседними отводами рамен (0. Инверторы подключены таким образом, что при появлении последующего импульса М - сигнала на входе согласованного фильтра все импульсы на входе суммирующего устройства оказываются положительными. При этом напряжение на выходе фильтра достигает максимального значения, а импульсная характеристика описанного фильтра является зеркальным отображением сигнала. Решающее устройство представляет собой спусковую схему, которая в момент отсчета может принимать одно из двух состояний. В лабораторной установке предусмотрена подача на вход согласованного фильтра двух полезных сигналов (противоположных по знаку), подключение генератора шума и генераторов помеховых сигналов, имеющих структуру, подобно структуре полезного сигнала. Порядок выполнения работы Включить необходимые приборы и источники питания. Просмотреть и зарисовать осциллограммы полезных сигналом. Просмотреть и зарисовать импульсную характеристику фильтра. Просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе фильтра в отсутствие шума. Просмотреть и зарисовать осциллограммы полезных сигналов при наличии шума. Просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе фильтра при различной мощности шума на входе согласованного фильтра.
Статьи о театре и литературе (1835-51). Интерес к восточной мифологии в книге "Путешествие на Восток" (1851). Страдал тяжким душевным расстройством; по широко распространенной версии, покончил с собой. НЕРВИ (Nervi) Пьер Луиджи (1891-1979) - итальянский инженер и архитектор. Изобретатель армоцемента (мелкозернистый бетон, армированный ткаными или сварными сетками из мелкой проволоки); экспериментальные исследования строительных материалов и конструкций связывал с поисками новых средств художественной выразительности (здание Организации по вопросам просвещения, науки и культуры ООН (ЮНЕСКО) в Париже, 1957, с соавторами; Дворец труда в Турине, 1961). НЕРВИЗМ - направление в физиологии, исходящее из идеи о главенствующей роли центральной нервной системы в регуляции всех функций и физиологических процессов в организме животных и человека. Сформулировано трудами И. М. Сеченова, С. П. Боткина и главным образом И. П. Павлова (в 1883 ввел понятие "нервизм"). НЕРВНАЯ ДУГА - то же, что рефлекторная дуга. НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ - регулирующее воздействие нервной системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды. См
1. Пределы последовательностей и функций
2. Композиция рисунка и последовательность его выполнения. Понятие перспективы
3. Анализ прохождения периодического сигнала через LC-фильтр с потерями
4. Государство: понятие, признаки, формы правления и функции
5. Особенности взаимосвязи движений и рисунка на примере хороводной формы танца
9. Сущность общения : его функции, стороны, виды, формы, барьеры
10. Исследования Согласованного Фильтра
11. Понятие, сущность, функции и формы эколого-правовой ответственности
12. Формы и функции центральных банков
13. Исследование согласованного фильтра
14. Кредит, его сущность, формы и функции
16. Функции государства, формы и методы их осуществления
Сменный фильтр "Барьер-4" (3 штуки). 
Набор "Геометрические тела", тип 1 (7 штук). 
Шарики, 50 шт. 17. ПЛМ, воспроизведение скобочных форм переключательных функций, схемы с двунаправленными выводами
18. Комплексна реабілітація репродуктивної функції у жінок з трубно-перитонеальною формою безпліддя
19. Функціоналізм: заключна форма
20. Понятие, формы и функции инвестиций
21. Цена, ее сущность, функции, виды, формы организации производства
25. Структура и функции клеточного ядра
26. Эпифиз и его гормональные функции
27. Функции белков в организме
28. Поиск внеземных форм жизни
29. Функции ГЛИИ
30. Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли
31. Государственное регулирование экономики: формы и методы
32. Налоговая политика в рыночной экономике: формы, тенденции развития
Горшок эмалированный с крышкой, 1,5 л. 
Пеногенератор для минимоек, для пистолета 375 серии. 
Настольная игра "Маленький балансир". 34. Сущность, функции и классификация налогов
35. Государственная власть. Понятие, сущность, формы осуществления
36. Защитная функция адвокатуры как правовая традиция
37. Монархическая форма правления
41. Правовое регулирование и формы воспитания детей, оставшихся без родителей
43. Функции и штаты Олонецкого губернского правления в 1825 – 1918 гг.
44. Принципы и формы налогообложения на Украине
45. Выборы как форма непосредственной демократии
46. Выборы как форма народного волеизъявления(Вибори як форма народного волевиявлення)
47. Корпорация BBC. Формы и методы государственного контроля вещания
48. Экономические функции государства. Государственное регулирование экономики
Карандаши полимерные "Elios", 24 цвета. 
Кружка фарфоровая "Королевские собаки", 485 мл. 
Подгузники "Ушастый нянь", 3 Midi (4-9 кг), 56 штук. 50. Задачи, система и функции органов юстиции Российской Федерации
52. Местное самоуправление как форма местной публичной власти
53. Функции государства: налогообложение и взимание налогов
58. Формы воспитания детей, оставшихся без попечения родителей
59. Формы и порядок проведения таможенного контроля
60. Форма правления, понятие и виды
62. Понятие источника (формы) права
63. Федеративная форма государственно-территориального устройства
Багетная рама "Donna" (цвет - темно-коричневый). 
Перчатки одноразовые "Paclan", нитриловые, размер M, 100 штук. 
Ниблер силиконовый "Зайчик", розовый. 69. Государство, его основные признаки и формы правления
74. Структура и функции государственного аппарата
75. Форма государств
76. Контрактная форма регулирования социально-трудовых отношений
77. Формы и системы заработной платы
79. Организационные формы предпринимательской деятельности
80. Нетрадиционные формы урока
Глобус Луны диаметром 210 мм. 
Трусики-подгузники Merries (L), 9-14 кг, 44 штуки. 
Пенал школьный "Pixie Crew" с силиконовой панелью для картинок (фуксия, горох). 81. Синтаксические функции герундия в испанском языке. Проблема атрибутивного герундия
82. Культура, её структура и функции
83. Первобытные формы религии. Миф
84. Функции культуры
85. Поэзия природы: средства изобразительности и функции
89. Диалект как основная форма существования языка
90. Анализ формы и средств выразительности хора № 19 "Гроза" из оратории Йозефа Гайдна "Времена года"
91. Особенности вариационной формы в творчестве И. Брамса
92. Формы творческой активности в американской джазовой практике
93. Основные формы операций по прорыву позиционного фронта в годы первой мировой войны
96. Хэш-функции в криптосистемах
Перчатки виниловые одноразовые, размер XL, 100 шт.. 
Ферма. Лото. 
Логическая игра "Парковка. Пазл", арт. SG 434 RU. 98. КОНСОЛИДАЦИЯ ДАННЫХ И ФИЛЬТРЫ В MicroSoft Excel
99. Специальные функции архиватора RAR
100. Исследование наилучших приближений непрерывных периодических функций тригонометрическими полиномами
Совок большой. 
