Основы теории сигналов (195,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерно-технологическая академия А. М. ПИЛИПЕНКО ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИГНАЛОВ Учебное пособие Ростов-на-Дону – Таганрог Издательство Южного федерального университета 2024

Стр.2

УДК 621.391 (075.8) ББК 32.811я73 П324 Печатается по решению кафедры теоретических основ радиотехники Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (протокол № 9 от 19 июня 2024 г.) Рецензенты: заведующий кафедрой «Информационные системы и радиотехника» Института сферы обслуживания и предпринимательства (филиала) Донского государственного технического университета в г. Шахты, доктор технических наук, профессор Н. Н. Прокопенко доцент кафедры радиотехнических и телекоммуникационных систем Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета, кандидат технических наук А. В. Демьяненко Пилипенко, А. М. П324 Основы теории сигналов : учебное пособие / А. М. Пилипенко ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2024. – 130 с. ISBN 978-5-9275-4816-3 В учебном пособии представлены материалы лекционных и практических занятий по первой части дисциплины «Теоретические основы радиотехники», в которой рассматриваются теория и методы математического описания детерминированных и случайных сигналов и помех. Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 11.03.01 «Радиотехника», 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств». УДК 621.391 (075.8) ББК 32.811я73 ISBN 978-5-9275-4816-3 © Южный федеральный университет, 2024 © Пилипенко А. М., 2024 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2024

Стр.3

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................... 5 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ, СИГНАЛАХ И СИСТЕМАХ ........................................................................... 6 1.1. Основные понятия и определения ........................................................... 6 1.2. Обобщенная структурная схема радиотехнической системы ............... 7 1.3. Классификация сигналов .......................................................................... 9 1.4. Основные характеристики сигналов ..................................................... 11 1.5. Пространства сигналов ........................................................................... 12 1.6. Разложение сигналов в обобщенный ряд Фурье .................................. 17 2. СПЕКТРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИГНАЛОВ ................................. 21 2.1. Спектральное представление периодических сигналов ...................... 21 2.2. Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов ................................................................................................. 25 2.3. Спектральное представление непериодических сигналов .................. 29 2.4. Свойства преобразования Фурье ........................................................... 31 2.5. Спектры непериодических сигналов различной формы ..................... 34 2.6. Оценка ширины спектра сигнала ........................................................... 40 3. ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ И ИХ СВОЙСТВА ......................................... 43 3.1. Дискретизация сигналов. Теорема Котельникова ................................ 43 3.2. Математическое описание и спектральное представление дискретных сигналов .............................................................................. 45 3.3. Дискретное преобразование Фурье ....................................................... 52 4. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ .................................................................................................... 57 4.1. Корреляционная функция детерминированных сигналов с конечной энергией ................................................................................ 57 4.2. Связь корреляционной функции и спектральной плотности .............. 59 4.3. Корреляционная функция детерминированных сигналов с неограниченной энергией .................................................................... 60 4.4. Взаимная корреляционная функция ...................................................... 62 3

Стр.4

Содержание 4.5. Применение корреляционного анализа сигналов в системах передачи информации ............................................................................ 65 5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МОДУЛЯЦИИ И КОМПЛЕКСНЫХ СИГНАЛАХ ................................................................................................... 69 5.1. Общие сведения о модуляции................................................................ 69 5.2. Определение комплексного сигнала ..................................................... 70 5.3. Аналитический сигнал ........................................................................... 70 5.4. Спектральная плотность аналитического сигнала .............................. 75 5.5. Спектральная плотность комплексной огибающей ............................ 77 6. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ СВЯЗИ ........................ 79 6.1. Общие сведения о каналах связи .......................................................... 79 6.2. Методы анализа линейных цепей ......................................................... 80 6.3. Линейные модели частотно-избирательных цепей ............................. 82 6.4. Анализ преобразований узкополосных сигналов в линейных цепях методом комплексной огибающей ............................................. 94 6.5. Общие сведения о нелинейных преобразованиях сигналов .............. 97 7. СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ................................................................................... 101 7.1. Определение случайного процесса ..................................................... 101 7.2. Вероятностные характеристики случайных процессов .................... 101 7.3. Числовые характеристики случайных процессов ............................. 105 7.4. Стационарные и эргодические случайные процессы ....................... 107 7.5. Спектральное представление случайных процессов ........................ 109 7.6. Законы распределения случайных процессов.................................... 114 8. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ......................................................................... 122 8.1. Контрольные вопросы и задания ........................................................ 122 8.2. Практические задачи ............................................................................ 123 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 127 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................ 128 4

Стр.5