第三章4-2调频
第三章4-2调频
P
Vc2m 2
J n2 (m f
n
)
第一类贝塞尔函数的特性是
J
2 n
(m
f
)
1
n
所以调频波的功率为
P Vc2m 2
②从时域角度看 调频波是一个等幅波,其幅度与调制前一样,
P Vc2m 2
调频波的功率等于调制前载波的功率 与从频谱的角度计算的功率值相同
对调频波功率的理解:
调频波比调制前增加了那么多边频,为什么功率不变?
调频波的富里叶展开式为 :
e jm f sin t
J n (m f )e jnt
n
J n (m f
)
1
2
e jm f
sin t
e jnt dt
v(t)
Vm Re
nJ n (m f
)e
j (ct nt )
Vm J n (m f ) cos(c n)t
n
分析调频波的频谱
v(t) Vm Jn (mf ) cos(c n)t n
A
.
以载频ω 为中心,有无数对边频分量 C
:
ωC,ωC±Ω,ωC±2Ω,……ωC±nΩ(n为正整数)
调制前
调制后
c
频谱的非线性搬移——与调幅不同
B. 调频波的每条谱线的幅度为 J n (m f )Vm
J n (m f ) ——宗数为 m f 的n阶第一类贝塞尔函数
J
n
(m
f
)
Jn (mf Jn (m
调相波 (t) ct k pv (t)
v(t) Vcm cos (t) Vcm cos(ct k pVm cos t)
调相指数 mp m k pVm
数字通信原理第二版课后习题答案 第3章
故上边带信号为 SUSB(t)=1/2m(t) coswct-1/2m’(t)sinwct
10
《通信原理》习题第三章
=1/2cos(12000πt)+1/2cos(14000πt)
下边带信号为
SLSB(t)=1/2m(t) coswct+1/2m’(t) sinwct =1/2cos(8000πt)+1/2cos(6000πt) 其频谱如图 3-2 所示。
ω (t ) = 2*106 π + 2000π sin 2000π t
故最大频偏 (2)调频指数
∆f = 10* mf = 2000π = 10 kHZ 2π
∆f 103 = 10* 3 = 10 fm 10
故已调信号的最大相移 ∆θ = 10 rad 。 (3)因为 FM 波与 PM 波的带宽形式相同,即 BFM = 2(1 + m f ) f m ,所以已调信号 的带宽为
《通信原理》习题第三章
第三章习题
习题 3.1 设一个载波的表达式为 c(t ) = 5cos1000π t ,基带调制信号的表达式为: m(t)=1+ cos 200π t 。试求出振幅调制时已调信号的频谱,并画出此频谱图。 解:
s(t ) = m(t )c(t ) = (1 + cos 200πt )5 cos(1000πt )
因为调制信号为余弦波,设
B = 2(1 + m f ) f m ∆f = 1000 kHZ = 100 m'2 (t ) =
2
,故
m' (t ) = 0,
m2 1 ≤ 2 2
则:载波频率为 边带频率为 因此
第三章:信号发生器
3.2 低频信号发生器
概述: 1)低频信号发生器的输出信号频率范围通常为 20HZ~20KHZ,也称为音频信号发生器。 2)低频信号发生器可用于测试调整低频放大器、 传输网络和广播、音响等电声设备,还可为高频 信号发生器提供外部调制信号。
3.2.1 低频信号发生器的主要性能指标 (1)频率范围。1Hz~20KHz或延伸到 1MHz (2)频率稳定度。(0.1~0.4)%/小时 (3)频率的准确度。 ±(1~2)% (4)输出电压。0~10V连续可调 (5)输出功率。0.5~5w连续可调 (6)输出阻抗。50Ω、75Ω、150Ω、 600Ω和5KΩ (7)非线性失真系数。(0.1~1)% (8)输出形式:平衡输出与不平衡输出。
4.输出级:包括功率放大,输出衰减、阻 抗匹配等几部分电路。功放和输出衰减已 在前面讲过,这里就不讲了,由于高频信 号发生器必须工作在 阻抗匹配的条件下, (输出阻抗一般为50欧或75欧)否则将影 响衰减系数、前一级电路的正常工作、降 低输出功率或在输出电缆中形成驻波等。 所以必须在输出端与负载之间加入阻抗变 换器以实现阻抗的匹配。
应用实例:放大倍数等于输出电压与输入电压之比。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
放大器放大倍数测量连线图
3.3 函数信号发生器 函数信号发生器实际上是一种多波形信号源, 可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半 波正弦波及指数波等。由于其输出波形均可 用数学函数描述,故命名为函数发生器。目 前函数发生器输出信号的频率低端可至几毫 HZ,高端可达50MHZ。除了作为正弦信号源 使用外,还可以用来测试各种电路和机电设 备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数 转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。
(完整word版)电子电路基础版
通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
(略)1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子(-)•空穴──电子跳走以后留下的坑(+)三、杂质半导体──N型、P型(前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。
•N型半导体(自由电子多)掺杂为+5价元素。
如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增加原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体(空穴多)掺杂为+3价元素。
如:硼;铝使空穴大大增加原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──+3价载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子;P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况:P区:空穴多N区:自由电子多扩散运动:多的往少的那去,并被复合掉。
留下了正、负离子。
(正、负离子不能移动)留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。
方向:N--> P大小:与材料和温度有关。
(很小,约零点几伏)漂移运动:由于内建电场的吸引,个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第3、4节 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射教学案 教科版
第3、4节电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收1.在电磁波谱中波长由长到短的排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
不同的电磁波,频率不同,特性不同,产生机理也不同。
2.要有效地发射电磁波必须具备两个条件:(1)开放电路,(2)足够高的振荡频率。
3.将要传递的信号加到载波上的过程叫调制,调制有调幅和调频两种。
对应学生用书P44电磁波谱电磁波的应用[自读教材·抓基础]1.电磁波谱按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来,称之为电磁波谱。
按照波长从长到短依次排列为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
2.不同电磁波的比较波长、频率特点应用无线电波波长大于可见光许多自然过程也辐射无线电波广播和通讯,天体卫星研究红外线所有物体都会发射红外线,热物体的红外线辐射比冷物体强红外线摄影红外线遥感可见光复色光波长(红)――→大小小大(紫)频率⎭⎪⎬⎪⎫太空黑暗天空明亮――→原因没有大气,天空蓝色――→原因短波散射,傍晚阳光红色――→原因短波吸收紫外线能量较高灭菌消毒促进人体对钙的吸收,利用荧光效应防伪X射线对生命物质有较强作用,过量会引起病变,穿透本领强检查人体内部器官、零件内部缺陷γ射线能量很高,破坏生命物质治疗疾病探测金属部件内部缺陷[跟随名师·解疑难]1.电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义。
(2)都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s。
(3)它们的传播都不需要介质。
(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。
2.电磁波的个性(1)不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强。
(2)同频率的电磁波,在不同介质中速度不同。
不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。
《机械工程测试技术基础》课后习题及答案详解
第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波(见图1-4)的傅里叶级数(复指数函数形式),划出|c n |–ω和φn –ω图,并与表1-1对比。
解答:在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩ 积分区间取(-T/2,T/2)000000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, ) T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为 001()(1cos )jn tjn t n n n Ax t c ejn e n∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ,=0, 1, 2, 3, n ±±± 。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6, n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan1,3,5,200,2,4,6,nI n nRπn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
图1-4 周期方波信号波形图1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答:00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T TT ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。
现代通信原理与技术 课后习题答案4
则SSB信号的时域表达式
4-10证设AM信号为
式中, 输入噪声为
则解调器输入的信号功率 和噪声功率 分别为
设同步检测(相干解调)中,相干载波为 ,则
故输出有用信号和输出噪AM信号为 ,且 ,则
式中,Pc为载波功率,Ps为边带功率。
又
故
(2)假定 ,则理想包络检波输出为
4-14解(1)该角调波的瞬时角频率为
故最大频偏
调频指数
而最大相偏
因为FM波与PM波的带宽形式相同,即
所以带宽为
(2)因为不知调制信号m(t)的形式,所以无法确定该角调波sm(t)究竟是FM信号还是PM信号。
4-15解:(1)设单音调制信号 ,其中 , ;载波 ,其中A=2, ,则NBFM信号为
而AM信号为
4-1解AM信号
DSB信号
USB信号
LSB信号
频谱图略
4-2解 设载波 ,
(1)DSB信号 的波形如题4-2图(b),通过包络后的输出波形为题4-2图(c)。
(2)AM信号 ,设 ,波形如题4-2图(d),通过包络后的输出波形为题4-2图(e)。
讨论DSB解调信号已严重失真,故对DSB信号不能采用包络检波法;而AM可采用此法恢复 。
因此输出噪声 的功率谱密度
功率谱图略
4-6解方法如上题
(1)
(2) (3)
4-7解
练习题4-7图接收机模型
(1)设双边带信号 ,则输入信号功率
(2)双边带信号采用相干解调的输出为 ,故输出信号功率
(3)因 ,则
故输出信噪比
或由 ,得
4-8解设发射机输出功率为 ,损耗 ,已知 ,
(1)DSB/SC方式:
通信原理教程+樊昌信+习题答案第三章
第三章习题习题3.1 设一个载波的表达式为()5cos1000c t t π=,基带调制信号的表达式为:m(t)=1+cos 200t π。
试求出振幅调制时已调信号的频谱,并画出此频谱图。
解: ()()()()()t t t c t m t s ππ1000cos 5200cos 1+==()t t t t t t ππππππ800c o s 1200c o s 251000c o s 51000c o s 200c o s 51000c o s 5++=+= 由傅里叶变换得()()()[]()()[]()()[]400400456006004550050025-+++-+++-++=f f f f f f f S δδδδδδ 已调信号的频谱如图3-1所示。
图3-1 习题3.1图习题3.2 在上题中,已调信号的载波分量和各边带分量的振幅分别等于多少? 解:由上题知,已调信号的载波分量的振幅为5/2,上、下边带的振幅均为5/4。
习题3.3 设一个频率调制信号的载频等于10kHZ ,基带调制信号是频率为2 kHZ 的单一正弦波,调制频移等于5kHZ 。
试求其调制指数和已调信号带宽。
解:由题意,已知m f =2kHZ ,f ∆=5kHZ ,则调制指数为52.52f m f m f ∆=== 已调信号带宽为 2()2(52)14 k m B f f =∆+=+=习题3.4 试证明:若用一基带余弦波去调幅,则调幅信号的两个边带的功率之和最大等于载波频率的一半。
证明:设基带调制信号为'()m t ,载波为c (t )=A 0cos t ω,则经调幅后,有'0()1()cos AM s t m t A t ω⎡⎤=+⎣⎦已调信号的频率 22'220()1()cos AM AM P s t m t A t ω⎡⎤==+⎣⎦22'222'22000cos ()cos 2()cos A t m t A t m t A t ωωω++因为调制信号为余弦波,设2(1)1000 kHZ 100f m B m f f =+∆==,故2''21()0, ()22m m t m t ==≤则:载波频率为 2220cos 2c A P A t ω==边带频率为 '222'2220()()cos 24s m t A A P m t A t ω=== 因此12s c P P ≤。
电力系统自动化-电力系统自动化-《电力系统自动化》课程教学大纲
《电力系统自动化》课程教学大纲Power System Automation课程编号:130201021学时:32 学分:2.0适用对象:电气工程及其自动化专业先修课程:电力系统分析,自动控制原理,电力电子技术等一、课程的性质和任务(四号黑体加粗,描述文字用四号小宋体(下同))本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。
电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术,涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识,包括发电机励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等,是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用,已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。
该课程可以支撑电气工程及其自动化专业毕业要求2(问题分析)、3(设计/开发解决方案)、4(研究)的达成。
本课程的主要任务是:1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解;2、使学生掌握发电机自动励磁控制的基本原理和方法,深入了解发电机同步并列的条件与过程,以及自动准同期装置的工作原理,分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电网产生何种影响,为分析复杂工程问题奠定基础。
3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题,掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法,掌握电力系统电压控制措施,为进一步分析和研究电力系统运行问题打下良好的基础;4、使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、装置的调试方法以及装置的设计方法,并且学习自动装置对电力系统运行影响的分析方法,为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。
二、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识,熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题,训练和培养学生独立思考、解决电力系统实际复杂工程问题的能力。
具体要求如下:1、掌握发电机同步并列的条件,以及自动准同期装置的工作原理。
第三章3-2调频
FM瞬时频率变化曲线三个频率量c ω1.载波频率Ω2. 调制频率表示已调信号瞬时频率变化的快慢mω∆3. 最大频偏表示已调信号的瞬时频率相对于载频摆动的幅度与调制信号的幅度有关,与其频率无关m cωω∆<<通常情况下、c ωΩ<<调相的定义:高频载波的相位偏移与调制信号成正比调相前()c t tϕω=调相后()()()c c p t t t t k v t ϕωϕωΩ=+∆=+cos c m t tωϕ=+∆Ωcos c p m t k V ωΩ=+Ωt V t v c cm c ωcos )(=高频载波,cos )(t V t v m Ω=ΩΩ音频调制信号mp m V k Ω=∆ϕ最大相移仅与音频调制信号的幅度有关,与其频率无关)tV t x c m ωcos )(=fm p m 调频波的调制系数——最大相移调相波的调制系数——最大相移有何区别?它们与调制信号的参数的关系有所不同m V ΩΩ(、)关系曲线、与调制信号参数、Ωcm p f V m m④调频波的波形调频波特征等幅变化频率含有调制信息典型的调频波波形正弦波调频三角波调频数)调制前调制后ωc频谱的非线性搬移——与调幅不同II.调频波的每条谱线幅度为mf n V m J )(频谱以中心对称:c ω载频:0=n 0()f m J m V --幅度第一对旁频:1=n 1()f m J m V --幅度第二对旁频:2()f m J m V --幅度2=n ()()()为奇数)(为偶数)n n m J m J m J f n f n f n (⎩⎨⎧−=−−分析)(f n m J 第一. 载频分量随是变化的)(0f m J f m 结论: 1).调频波的载频分量不一定最大, 与AM 不同2).窄带调频,载频分量大3).宽带调频,载频分量小特征f m =2.40,5.52, 8.65, ……,载波分量f m 0)(0=f m J 当较小时,较大)(0f m J )1(<f m )1(<f m )1(>>f m增大时, 包含的旁频边带多,能量分散,载频能量必然小窄带调频fm cω宽带调频5=f mfm 第三. 当一定时, 随着n 增大,虽有起伏,但总的趋势减小)(f n m J cω结论:越远离载频,边频的能量越小c ω②带宽LF BW 2=ε带宽其中----边频数( 对)n L F ----调制信号频率cωωC ,ωC ±Ω,ωC ±2Ω,……ωC ±nΩ(n为正整数)频谱结构:理论上----以载频为中心,有无数对边频分量c ω越是远离载频,边频能量越小c ω问题:如何选取边频对数n ?带宽取决于要求的边频分量的误差值ε()ε<f n m J 忽略的边频分量εBW带宽计算:间接调频方案()v t Ω调制信号相位变化与调制信号积分成正比()t v o ()()()()∫Ω+=Ω+=dt t v k t V t m t V t v f c cm f c cm o ωωcos sin cos(2)调频波的解调——频率检波( 或称鉴频)鉴频器功能:将输入调频波的瞬时频率变化变换为输出电压最主要指标:鉴频线性——不产生鉴频失真鉴频范围——与最大频偏相适应鉴频灵敏度鉴频器前一般要加限幅器,去除寄生调幅解调信号失真信噪比下降③调频波有较强的抗干扰性能f m 调制系数越大抗干扰性能越好调频波的带宽越宽调频波以带宽换取抗干扰幅度干扰可以通过鉴频器前的限幅器去除经鉴频后,输出噪声功率谱密度由输入时的均匀分布变为抛物线分布,经过低通滤波器后可滤除大量噪声,提高信噪比。
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3)、Hilbert变换的性质: (1)、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论: (2)、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 (3)、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 (4)、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4)、Hilterb变换的用途: 在单边带调制中,用来实现相位选择,以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅(AM) 双边带调幅(DSB) 单边带调幅(SSB) 残留边带调幅(VSB) 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
第三章常规(电声电视)
扬声器与定压式扩音机的配接练习
● 例:一功率为150W、输出端子为120V的扩音机,拟配接40W、8Ω扬声器两台,试确定其配接方法。
解:U =
PZ
=
40×8
=17.9
所需变压器的变压比:
输出变压器电压:扬声器所需电压=120:17.9=6.7:1
配接扬声器总功率为:2 ×40W=80W,小于扩音机功率,可以配接。
网罩
振膜
动圈
磁铁
变压器
输出线
电容传声器的基本结构
网罩
振膜
绝妙体
放大器
工作原理
+ + + + - - - -
C
R
E0
放大器
背极
(4)、传声器的主要技术特性
① 灵敏度;——使用指标 ② 频率响应;——质量指标 ③ 指向性;——使用指标 ④ 输出阻抗; ——使用指标 ⑤ 电噪声; ——质量指标 ⑥非性线型失真;——质量指标 ⑦瞬态特性;——质量指标 使用指标:反映使用者的需要; 质量指标:反映传声器质量的好坏。
动圈式传声器基本结构
电容传声器的基本结构
网罩
振膜
动圈
磁铁
变压器
输出线
网罩
振膜
绝妙体
放大器
背极
动圈式传声器基本结构:网罩、振膜、动圈、磁铁、变压器
电容传声器的基本结构:网罩、振膜、背极、绝妙体、放大器
动圈式传声器基本结构
工作原理: 重点:(1)电磁感应原理在该传声器中的应用;(2)该传声器中输出变压器的作用。
扬声器与定阻式扩音机的配接练习
例:一功率为80W定阻式扩音机、输出端子4Ω、8Ω、16Ω、250Ω ,拟配接20W、16Ω扬声器两只, 20W、8Ω扬声器两只。应如何配接(低阻配接)?并画出配接图。(对照书P48-49) 解: ①对于每一只20W、16Ω扬声器:应符合P0Z0=PZ
雷达原理与对抗技术习题答案
第一章1、雷达的基本概念:雷达概念(Radar),雷达的任务是什么,从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息答:雷达是一种通过发射电磁波和接收回波,对目标进行探测和测定目标信息的设备。
任务:早期任务为测距和探测,现代任务为获取距离、角度、速度、形状、表面信息特性等。
回波的有用信息:距离、空间角度、目标位置变化、目标尺寸形状、目标形状对称性、表面粗糙度及介电特性。
获取方式:由雷达发射机发射电磁波,再通过接收机接收回波,提取有用信息。
2、目标距离的测量:测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离 答:原理:R=Ctr/2距离分辨力:指同一方向上两个目标间最小可区别的距离 Rmax=…3、目标角度的测量:方位分辨率取决于哪些因素答:雷达性能和调整情况的好坏、目标的性质、传播条件、数据录取的性能 4、雷达的基本组成:哪几个主要部分,各部分的功能是什么 答:天线:辐射能量和接收回波发射机:产生辐射所需强度的脉冲功率 接收机:把微弱的回波信号放大回收信号处理机:消除不需要的信号及干扰,而通过加强由目标产生的回波信号 终端设备:显示雷达接收机输出的原始视频,以及处理过的信息 习题:1-1. 已知脉冲雷达中心频率f0=3000MHz ,回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs ,回波信号的频率为3000.01 MHz ,目标运动方向与目标所在方向的夹角60°,求目标距离、径向速度与线速度。
685100010310 1.510()15022cR m kmτ-⨯⨯⨯===⨯=m 1.010310398=⨯⨯=λKHzMHz f d 10300001.3000=-=s m f V d r /5001021.024=⨯==λsm V /100060cos 500=︒=波长:目标距离:1-2.已知某雷达对σ=5m2 的大型歼击机最大探测距离为100Km,1-3.a)如果该机采用隐身技术,使σ减小到0.1m2,此时的最大探测距离为多少?1-4.b)在a)条件下,如果雷达仍然要保持100Km 最大探测距离,并将发射功率提高到10 倍,则接收机灵敏度还将提高到多少?1-5.KmKmR6.3751.010041max=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=dBkSkSii72.051,511.010minmin-===∴⨯=⨯b)a)第二章:1、雷达发射机的任务答:产生大功率特定调制的射频信号2、雷达发射机的主要质量指标答:工作频率和瞬时带宽、输出功率、信号形式和脉冲波形、信号的稳定度和频谱纯度、发射机的效率3、雷达发射机的分类单级震荡式、主振放大式4、单级震荡式和主振放大式发射机产生信号的原理,以及各自的优缺点答:单级震荡式原理:大功率电磁震荡产生与调制同时完成,以大功率射频振荡器做末级优点:结构简单、经济、轻便、高效缺点:频率稳定性差,难以形成复杂波形,相继射频脉冲不相参主振放大式原理:先产生小功率震荡,再分多级进行调制放大,大功率射频功率放大器做末级优点:频率稳定度高,产生相参信号,适用于频率捷变雷达,可形成复杂调制波形缺点:结构复杂,价格昂贵、笨重是非题:1、雷达发射机产生的射频脉冲功率大,频率非常高。
通信原理课后习题答案
通信原理课后习题答案思考题1-1 什么是通信?常见的通信⽅式有哪些?1-2 通信系统是如何分类的?1-3 何谓数字通信?数字通信的优缺点是什么?1-4 试画出模拟通信系统的模型,并简要说明各部分的作⽤。
1-5 试画出数字通信系统的⼀般模型,并简要说明各部分的作⽤。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么?对于数字通信具体⽤什么来表述?1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英⽂字母E出现的概率=0.105,X出现的概率为=0.002,试求E和X的信息量各为多少?1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成,设每个符号独⽴出现,其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设⼀数字传输系统传送⼆进制信号,码元速率RB2=2400B,试求该系统的信息速率Rb2=?若该系统改为传送16进制信号,码元速率不变,则此时的系统信息速率为多少?1-4 已知某数字传输系统传送⼋进制信号,信息速率为3600b/s,试问码元速率应为多少?1-5 已知⼆进制信号的传输速率为4800b/s,试问变换成四进制和⼋进制数字信号时的传输速率各为多少(码元速率不变)?1-6 已知某系统的码元速率为3600kB,接收端在l⼩时内共收到1296个错误码元,试求系统的误码率=?1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s,接收端在0.5⼩时内共收到216个错误码元,试计算该系统=?l-8 在强⼲扰环境下,某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb,假定系统信息速率为1200kb/s。
(l)试问系统误信率=?(2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,值是否改变?为什么?(3)若假定信号为四进制信号,系统传输速率为1200kB,则=?习题答案第⼀章习题答案1-1 解:1-2 解:1-3 解:1-4 解:1-5 解:1-6 解:1-7 解:1-8 解:思考题2-1 什么是狭义信道?什么是⼴义信道?(答案)2-2 在⼴义信道中,什么是调制信道?什么是编码信道?2-3 试画出调制信道模型和⼆进制⽆记忆编码信道模型。
电力系统分析课后习题解答
电力系统分析课后习题解答第1章 绪论1-1答:能保证电气设备正常运行,且具有最佳技术指标和经济指标的电压,称为额定电压。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%,用于补偿电网上的电压损失。
变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。
当升压变压器与发电机直接相连时,一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。
当变压器二次侧输电距离较短,或变压器阻抗较小(小于7%)时,二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5%。
%1-2答:一般情况下,输电线路的电压越高,可输送的容量(输电能力)就越大,输送的距离也越远。
因为输电电压高,线路损耗少,线路压降就小,就可以带动更大容量的电气设备。
在相同电压下,要输送较远的距离,则输送的容量就小,要输送较大的容量,则输送的距离就短。
当然,输送容量和距离还要取决于其它技术条件以及是否采取了补偿措施等。
1-3答:是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。
1-4 解:(1)G :;T-1:242kV ;T-2:220kV/121kV ,220kV/;T-3:110kV/11kV ; T-4:35kV/;T-5:,(长线路) (短线路)(2)T-1工作于+5%抽头:实际变比为242×(1+5%)=,即K T-1==;T-2工作于主抽头:实际变比为K T-2(1-2)=220/121=;K T-2(1-3)=220/=; )K T-2(2-3)=121/=;T-3工作于%抽头:实际变比为K T-3=110×%)/11=; T-4工作于-5%抽头:实际变比为K T-4=35×(1-5%)/=; T-5工作于主抽头:实际变比为K T-5=(3+3×5%)=。
1-5解:由已知条件,可得日总耗电量为MW 204027041204902804100280450270=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=d W则日平均负荷为MW 8524204024===d av W P 负荷率为708.012085max m ===P P k av ;最小负荷系数为417.012050max min ===P P a 1-6·解:系统年持续负荷曲线如图所示。
第三章离散傅里叶变换及其快速算法习题答案参考
第三章离散傅里叶变换及其快速算法习题答案参考3.1 图P3.1所示的序列是周期为4的周期性序列。
请确定其傅里叶级数的系数。
解:3.2 (1)设为实周期序列,证明的傅里叶级数是共轭对称的,即。
(2)证明当为实偶函数时,也是实偶函数。
证明:(1)(2)因为实函数,故由(1)知有或又因为偶函数,即,所以有3.3 图P3.3所示的是一个实数周期信号。
利用DFS的特性及3.2题的结果,不直接计算其傅里叶级数的系数,确定以下式子是否正确。
(1),对于所有的k;(2),对于所有的k;(3);(4),对所有的k是实函数。
解:(1)正确。
因为一个周期为N=10的周期序列,故也是一个周期为N=10的周期序列。
(2)不正确。
因为一个实数周期序列,由例3.2中的(1)知,是共轭对称的,即应有,这里不一定是实数序列。
(3)正确。
因为在一个周期内正取样值的个数与负取样值的个数相等,所以有(4)不正确。
根据周期序列的移位性质,=对应与周期序列,如图P3.3_1所示,它不是实偶序列。
由题3.2中的(2)知道,不是实偶序列。
3.4 设,,求,并作图表示和。
解:和的图形如图3.4_1所示:3.5 在图P3.5中表示了两个周期序列和,两者的周期都为6,计算这两个序列的周期卷积,并图表示。
解:图P3.5_1所示的是计算这两个序列的周期卷积的过程,可以看出,是延时1的结果,即。
3.5 计算下列序列的N点DFT:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)3.7 图P3.7表示的是一个有限长序列,画出和的图形。
(1)(2)解:和的图形如图P3.7_1所示:3.8 图P3.8表示一个4点序列。
(1)绘出与的线性卷积结果的图形。
(2)绘出与的4点循环卷积结果的图形。
(3)绘出与的8点循环卷积结果的图形,并将结果与(1)比较,说明线性卷积与循环卷积之间的关系。
解:(1)图P3.8_1(1)所示的是与的线性卷积结果的图形。
(2)图P3.8_1(2)所示的与的4点循环卷积结果的图形。
雷达信号处理
雷达信号处理技术与系统设计第一章绪论1.1 论文的背景及其意义近年来,随着电子器件技术与计算机技术的迅速发展,各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。
雷达信号的动目标检测(MAD)是利用动目标、地杂波、箔条和气象干扰在频谱上的差别,抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或低速杂波信号。
区分运动目标和杂波的基础是它们在运动速度上的差别,运动速度不同会引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等,这就可以从频率上区分不同速度目标的回波。
固定杂波的中心频率位于零频,很容易设计滤波器将其消除。
但对于运动杂波,由于其多普勒频移未知,不能像消除固定杂波那样很容易地设计滤波器,其抑制就变得困难了从本质上来讲,雷达信号的检测问题就是对某一坐标位置上目标信号“有”或“无”的判断问题。
最初,这一任务由雷达操作员根据雷达屏幕上的目标回波信号进行人工判断来完成。
后来,出现了自动检测技术,一开始为固定或半固定门限检测,这种体制下当干扰和杂波功率水平增加几分贝,虚警概率将急剧增加,以至于显示器画面饱和或数据处理过载,这时即使信噪比很大,也不能作出正确的判断。
为克服这些问题进而发展了自适应恒虚警(Constant FalseAlarm Rate,CFAR)检测。
CFAR 检测使得雷达在多变的背景信号中能够维持虚警概率的相对稳定,这种虚警概率的稳定性对于大多数的雷达,如搜索警戒雷达、跟踪雷达、火控雷达等。
第二章 雷达信号数字脉冲压缩技术2.1 引言雷达脉冲压缩器的设计实际上就是匹配滤波器的设计。
根据脉冲压缩系统实 现时的器件不同,通常脉冲压缩的实现方法分为两类,一类是用模拟器件实现的 模拟方式,另一类是数字方式实现的,主要采用数字器件实现。
脉冲压缩处理时必须解决降低距离旁瓣的问题,否则强信号脉冲压缩的旁瓣 会掩盖或干扰附近的弱信号的反射回波。
这种情况在实际工作中是不允许的。
采 用加权的方法可以降低旁瓣,理论设计旁瓣可以达到小于-40dB 的量级。
机械工程测试技术课后习题及答案B
第三章常用传感器与敏感元件3-1 在机械式传感器中,影响线性度的主要因素是什么?可举例说明。
解答:主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。
3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器,并说明它们的变换原理。
解答:气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。
3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?应如何针对具体情况来选用?解答:电阻丝应变片主要利用形变效应,而半导体应变片主要利用压阻效应。
电阻丝应变片主要优点是性能稳定,现行较好;主要缺点是灵敏度低,横向效应大。
半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小;主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。
选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。
3-4 有一电阻应变片(见图3-84),其灵敏度S g=2,R=120 。
设工作时其应变为1000 问R=?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:1)无应变时电流表示值;2 )有应变时电流表示值;3)电流表指示值相对变化量;4)试分析这个变量能否从表中读出?解:根据应变效应表达式R/R=S g 得R=S g R=2 1000 10-6 120=0.241)I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA2)I2=1.5/(R+ R)=1.5/(120+0.24) 0.012475A=12.475mA3)=(I2-I1)/I 1 100%=0.2%4)电流变化量太小,很难从电流表中读出。
如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA 的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA 的电流变化。
一般需要电桥来测量,将无应变时的灵位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,并可根据需要采用放大器放大。
3-5 电感传感器 (自感型) 的灵敏度与哪些因素有关?要提高灵敏度可采取哪些措施?采取这些措施会带来什么样后果?解答:以气隙变化式为例进行分析。
电力系统频率调节
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4. 1电力系统的频率特性
4. 1 .3电力系统负荷的调节效应
1.调节效应 当系统频率变化时,整个系统的有功负荷也要随着改变,即
这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性。 电力系统中各种有功负荷与频率的关系,可以归纳为以下几类。 (1)与频率变化无关的负荷,如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等。
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4. 1电力系统的频率特性
(2)与频率成正比的负荷,如切削机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、 卷扬机等。 (3)与频率的二次方成比例的负荷,如变压器中的涡流损耗,但这种损
图4 -5是3种典型的耗量特性与微增率曲线。
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4. 3电力系统频率及有功功率的自动调节
机组负荷发生变化时,耗量的变化是按照等微增率法则分配的,如图46所示。
图4-7为发电厂内n台机组按等微增率运行分配负荷时的示意图。
4. 3 .2发电厂之间负荷的经济分配
设有n个发电厂,每个发电厂承担的负荷P1, P2 ,… , Pn,相应的燃料 消耗为F1, F2 ,… , Fn,则全系统消耗的燃料为:
的缩写)(二次调整,10 s~3 min ); (3)按照经济调度控制(简称EDC,即英文(Economic Dispatch
Control)(三次调整,大于3 min ) . 2.自动发电控制的基本原理
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4. 3电力系统频率及有功功率的自动调节
图4 -8是最简单的AGC结构图,图中Pzd为输电线路功率的整定值, fzd 为系统频率整定值,P为输电线路功率的实际值,f为系统频率的实际值,
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m f >>1,即 f m >>F
——带宽取决于最大频偏
BW 2m f F 2f m
(3)调频波的功率(单位电阻)
① 从频谱角度看
调频波的平均功率等于各Байду номын сангаас谱分量的平均功率之和
2 Vcm P 2
n
J n (m f )
2
n
第一类贝塞尔函数的特性是
J n (m f ) 1
③调频波的表达式 调频波的相位变化规律为:
调制信号
k f Vm sin t
(t ) (t )dt ( c k f Vm cost )dt c t
v (t ) Vcm cos (t ) Vcm cos( c t
定义:最大相移 m 为调频指数 调频波表达式
3.2.2 模拟调频与解调
调频FM 调相PM 角度调制
载波 调制信号 调频前
vc (t ) Vcm cosc t v (t ) Vm cost ,
c
(t ) c k f v (t )
1. 调频波的基本特性
(1)FM信号时域分析
① 调频与调相的定义
调频后
(t ) c (t )
②
mf
大时,包含的旁频边带多——宽带调频,
能量分散,载频能量必然小
宽带调频
c
第三. 当 m f 一定时,随着 n 增大,J n (m f ) 虽然有起伏, 但总的趋势是减少的 导致结果:越远离载频ω C的边频的能量越小
c
② 带宽 频谱结构: 理论上——以载频ω C为中心,有无数对边频分量
ω C,ω C±Ω ,ω C±2Ω ,……ω C±nΩ (n为正整数)
n
jnt J ( m ) e n f
1 J n (m f ) 2
e
jm f sin t
e jnt dt
v(t ) Vm Re J n (m f )e j (ct nt ) Vm J n (m f ) cos( c n)t n n
则边频对数为:
n =( m f +1)
BWCR 2(m f 1)F 2(f m F )
取决于所取边频对数、调制频率
带宽 取决于最大频偏 f m
取决于调制系数与调制频率
对带宽公式的理解 BWCR 2(m f 1)F 2(f m F ) ①窄带调频 m f <<1,BW=2F ——类似 AM调制 ②宽带调频
mf mf
小的调频波(窄带调频),载频分量大
③对应
大的调频波(宽带调频),载频分量小
第二.
n
越大, J n (m f ) 的非零起点在
mf
较大时才出现
导致结果: ①
mf
小时,
包含的旁频边带少 ——窄带调频 ,
能量集中,载频能量大 当
m f<<1 时,可认为 J n (m f ) = 0(n≥2)
只有一对旁频,——类似 AM ,带宽BW=2F 窄带调频
J n (m f ) ——宗数为 m f 的n阶第一类贝塞尔函数
J n (m f ) J n (m f ) J n (m f ) (n为偶数时) (n为奇数时)
频谱以
c 中心对称
载频
J 0 (m f )Vm
第一对旁频
J1 (mf )Vm
第二对旁频
J 2 (m f )Vm
2
所以调频波的功率为
V P 2
2 cm
②从时域角度看
调频波是一个等幅波,其幅度与调制前一样,
V P 2
2 cm
调频波的功率等于调制前载波的功率
与从频谱的角度计算的功率值相同
对调频波功率的理解: 调频波比调制前增加了那么多边频,为什么功率不变? 因为调频是角度调制,没有改变信号幅度
调频波的功率与调制系数
频谱有效性 功率有效性 抗干扰性能
①调频(调相)与调幅不同,它是一种频谱的非线性搬移 理论上有无限多的频谱分量,实际上能量大部分集中在载频附近 卡尔逊带宽公式
BWCR 2(m f 1)F 2(f m F )
带宽大于调幅——频谱有效性不好
②调制信息包含在已调波的频率变化中,已调波的幅度是恒定的,
k f V m
sin t )
m m f m
mf
v(t ) Vcm cos(c t m f sin t )
调频波的调制系数 m f ——最大相移 它与调制信号的参数(、Vm)的关系 分析多音频调制信号调制情况(设信号幅度 Vm均相等)
关键:
理解调制的定义
实际上——远离载频ω C的边频的能量很小 带宽 BW 2nF 其中
n ——边频对数
F
——调制信号频率
c
问题:应考虑多少对边频?舍去多少? ——取决于要求精度
分析函数 J n (m f ) 当
n > mf
+1 时
J n (m f )
恒小于0.1。
卡尔逊带宽—— (取90﹪ 的能量)
带宽
BW 2nF
分析 J n (m f ) 第一. 载频分量 J 0 (m f )随 m f 是变化的 m f =2.40,5.52, 8.65……,载波分量 J 0 (m f ) =0 特征: 当 m 较小时( < 1 ) , J 0 (m f ) 较大
f
导致结果: ① 调频波的载频分量不一定最大 , ②对应
与AM不同
④调频波的波形 等幅 特征 频率变化反映调制信号
(2)调频波的频谱与带宽
①频谱 将单音调制的调频波表示成指数形式
v(t ) Vm cos(ct mf sin t )
Vm Re (e
jm f sin t
e
jct
)
e
jm f sin t
的周期函数
调频波的富里叶展开式为 :
x(t ) Vm cos c t
x(t ) Vm cos (t )dt
名称 幅度 定义
调频波 恒定
(t ) c k f v (t )
调相波 恒定
(t ) c t k p v (t )
(t ) k p dv (t ) k p Vm sin t dt
分析调频波的频谱
v(t ) Vm J n (m f ) cos(c n)t
n
A . 以载频ω C为中心,有无数对边频分量 : ω C,ω C±Ω ,ω C±2Ω ,……ω C±nΩ (n为正整数) 调制前
调制后
c
频谱的非线性搬移——与调幅不同
B. 调频波的每条谱线的幅度为 J n (m f )Vm
c k f Vm cos t
频率随调制信号呈正比变化
(t )
c
c m cos t
m k f Vm 最大频偏
与调制信号幅度成正比
三个频率量 1. 载频
c
m
2. 调制频率
它表示了已调信号的瞬时频率变化的快慢 3. 最大频偏
表示瞬时频率摆动的幅度,取决于调制信号的幅度大小 与调制信号的频率无关 一般满足 c 、 m c
②瞬时频率与瞬时相位的关系
x(t ) Vm cos (t )
幅度
Vm
旋转矢量
瞬时相位
(t )
瞬时角频率
(t )
d (t ) (t ) dt
(t ) (t )dt
当 (t ) c 当 (t ) c
(t ) (t )dt c t
相位与调制信号成正比
vo (t ) 的相位是 vv (t( )t ) dt (t( )t ) kk pp
优点: 频率稳定度很高 调制信号 v (t )
由于频率是相位的微分, vo (t ) 的频率是:
d (t ) d (k p v (t )dt ) (t ) k p v (t ) dt dt
所以 vo (t ) 是 v (t ) 的调频波
(2)调频波的解调——频率检波、鉴频
功能:将输入调频波的瞬时频率变化变换为输出电压 最主要指标是 :
鉴频特性为线性——不产生失真
鉴频范围——与最大频偏相适应 鉴频灵敏度——输出电压大 鉴频器前一般要加限幅器,去除寄生调幅
调频波小结
衡量调制方式优劣的标准
好处:可以用高效率的非线性放大器放大——功率有效性好
③调频波有较强的抗干扰性能 幅度干扰可以通过鉴频器前的限幅器去除 经鉴频后,输出噪声功率谱密度由输入时的均匀分布 变为抛物线分布,经过低通滤波器后可滤除大量噪声, 提高信噪比
调制系数
m f 越大
抗干扰性能越好 调频波的带宽越宽
调频波以带宽换取抗干扰
与
mf
的关系?
m f 无关,改变 m f
的大小只改变了载波分量和各边频
分量之间功率的分配,而不会引起总功率的变化。
2.调频波的产生与解调
(1)调频—— 瞬时频率与调制信号成正比 瞬时相位与调制信号的积分成正比 产生调频波的基本方法
直接调频
间接调频
直接调频方案 用调制信号直接控制
振荡器的频率
间接调频方案
频 率 (t ) k f Vm cost 偏 移 最 大 频 偏 相 移
m k f Vm
(t ) k f
m k f
m k p Vm
(t ) k pVm cost
Vm sin t
最 大 相 移
Vm m
m k pVm