Математика | ||||
Спектры и анализ А.А.Харкевич АННОТАЦИЯ Монография посвящена раэбору спектральных представлений, применяемых в теории колебаний, акустике и радиотехнике, и обсуждению методов спектрального анализа. Цель книги—-расширить теоретический кругозор инженеров, работающих в области радио и акустики. В третьем издании сделан ряд добавлений и исправлений. Книга рассчитана на инженеров, преподавателей высшей школы и студентов указанных выше специальностей. _ л | ||||
ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВА I СПЕКТРЫ § 1. Введение....................... 9 § 2. Ряд и интеграл Фурье................ 12 Определение периодической функции, ряд Фурье в комплексной и вещественной формах. Предельный переход к интегралу Фурье. Замечание об особенностях интеграла Фурье как суммы, не обладающей свойствами своих слагаемых. § 3. Спектры; определения и классификация....... 17 Спектр и его графическое изображение. Спектры амплитуд и фаз. Дискретные (линейчатые) спектры. Гармонические спектры. Сплошные спектры. Спектральная -> плотность Смешанные спектры. § 4, Некоторые теоремы о спектрах........... 20 • • Принцип наложения. Спектры производных и ин- тегралов. Теорема запаздьпмния. Теорема смещения. Теорема Рейли. Теорема о спектре произведения функций. Теорема свертывания. Двойственность теорем о спектрах. § 5. Текущий спектр................... 26 Определение спектра и реальные условия наблюдения. Понятие текущего спектра. Формирование спектра BO времени. Текущий спектр синусоиды. § 6. Мгновенный спектр................. 30 Понятие мгновенного спектра. Простейшее определение. Определение со «скользящей» весовой функцией. Определения Фано и Пейджа. Определение модуляции. AM, ЧМ и ФЛ1 Спектр при AM. Спектр при ЧМ. Действительная ширина спектра при ЧМ. Пример ЧМ — воспроизведение фонограммы при непостоянстве скорости, ФМ и ее сравнение с ЧМ. § 8. Перенос спектра................... 46 Постановка задачи; однополосная модуляция. Перенос спектра путем двухфазной и многофазной модуляции. Векторная диаграмма. Возможность переноса спектра импульсным методом. § 9. Преобразование спектров при детектировании ... 52 Определение детектирования. Линейное и квадратичное детектирование. Детектирование модулированного колебания. Детектирование биений. Соотношения для огибающих. § 10. Спектр суммы периодических функций....... 58 Спектр суммы в вещественной форме. Спектр суммы двух сдвинутых повремени колебаний. Пример-—периодическая последовательность коротких импульсов. Приближенное выражение для случая малого сдвига. §11. Спектры некоторых импульсов........... 62 Спектры разрывных функций. Спектр весьма короткого импульса произвольной формы. Спектры различных импульсов: прямоугольного, треугольного, косинусои-дального, колокольного, экспоненциального, в форме затухающей синусоиды, в форме усеченной синусоиды. Спектр периодической последовательности импульсов. § 12. Связь между длительностью импульса и шириной его спектра........................ 73 Примеры, показывающие зависимость Д/ от Д/. Определение длительности как промежутка времени, в котором сосредоточена некоторая доля энергии импульса. Результаты вычислений для нескольких видов импульсов. Общее определение Д/ и Д/. Радиус инерции плоской фигуры. Выражение для Д/Д/ в универсальной форме. Решение вариационной задачи. Сопоставление с результатом вычисления для колокольного импульса. § 13. Связь между спектрами и характеристиками линейной системы..................... 83 '| Преобразование Фурье обыкновенного уравнения f с постоянными коэффициентами. Связь между спектрами правой часта и решения. Определение частотной и вре- менной характеристик. Частотная характеристика — спектр временной характеристики. Примеры. Возможность снятия частотной характеристики путем анализа. S И. Функции с ограниченным спектром ......... 87 Теорема Котельникова. Разложение функций с ограниченным спектром в ряд по составляющим вида § 15. Интеграл Фурье и дискретные спектры ....... 91 Возможность распространения интегрального представления на линейчатые спектры. Спектр синусоидального колебания как единичный импульс Ь (ш — &>0). Предельный переход от непрерывной функции. ГЛАВА [1 АНАЛИЗ § 16. Постановка вопроса ................. 95 Определение физического анализа. Роль электрических измерений. Анализатор как измерительный прибор. § 17. Спектральные приборы ............... 97 Использование для анализа интерференции, преломления и резонанса. Особенности резонатора как анализатора. Применение электромеханических резонаторов. Волновой резонанс. § 18. Одновременный и последовательный анализ .... 100 Определение одновременного и последовательного анализа. Вариант последовательного анализа с преобразованием спектра посредством вспомогательной частоты. § 19. Статическая разрешающая способность и погреш- ность анализатора .................. 102 Определение разрешающей способности. Разрешающая способность при последовательном анализе. Показание анализатора при наличии двух спектральных линий. Показание анализатора при одновременном анализе. Сравнение показаний при одновременном и последовательном анализе. §20. Об анализе без резонаторов ............. 111 Идеальный анализатор, выполняющий преобразование Фурье. Гетеродинный анализатор с реальным интегрирующим звеном. Ваттметр или электрометр в качестве анализатора. Выполняет ли резонатор преобразование Фурье? Весовая функция реального резонатора. Применение резонаторов для получения мгновенного спектра. «Видимая речь». § 22. Действительные условия работы анализатора. ... 119 Неустановившийся режим анализатора. Связь метну разрешающей способностью и временем анализа. Динамическая характеристика. Динамическая разрешающая способность. ' • § 23. Связь между разрешающей способностью анализатора и временем анализа..............124 Понятие о времени анализа в связи с устанавливающимися процессами в анализаторе. Общая постановка вопроса, основанная на связи между частотной и временной характеристиками линейной системы. Примеры. Оптимальная система. §24. Динамическая разрешающая способность резонатора 129 Динамическая характеристика резонатора с постоянной настройкой. Зависимость ширины динамической резонансной кривой от времени. Динамическая разрешающая способность анализатора, состоящего из набора резонаторов с постоянными настройками. § 25. Динамическая характеристика резонатора при воздействии изменяющейся частоты..........137 Устанавливающийся режим резонатора при возбуждении линейно изменяющейся со временем частотой. Анализ решения и основные черты явления. Приближенные формулы для параметров динамической характеристики. § 26. Анализ одиночных импульсов............148 Анализ одиночных импульсов набором резонаторов без затухания. Поправка на затухание. Пример: анализ прямоугольного импульса. Физическая картина явления. Энергетический анализ импульсов. ГЛАВА III СПЕКТРЫ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ § 27. Спектральное представление случайных процессов . 161 *, Спектр случайного процесса, как преобразование " Фурье функции корреляции. Выражение статистического спектра через текущий спектр реализации и через сред- нее значение мгновенного спектра. Сводка формул для спектра и функции корреляции. Некоторые теоремы о спектрах. К 28. Спектры некоторых стационарных процессов. ... 171 Примеры; 1) процесс, принимающий значения ±а с переменой знака в случайные моменты, 2) процесс, принимающий случайное значение ?/с на интервале между двумя случайными моментами. Применение характеристических функций. § 29. Понятие спектра в применении к нестационарным процессам......................179 Усреднение по множеству и по времени. Двойное усреднение неэргодических процессов. Средний спектр я средняя функция корреляции, их взаимная связь через пару преобразований Фурье, § 30. Спектры некоторых нестационарных процессов ... 184 Примеры; 1) процесс, принимающий значения + а с переменой знака в равноотстоящие моменты, 2) процесс, принимающий случайное значение ?/с на интервале между равноотстоящими моментами, 3) общий случай АИМ, 4} AM, 5) ФМ, ЧМ с большим индексом. § 31. Замечания об анализе случайных процессов .... 199 Погрешности измерения, обусловленные конечным временем интегрирования. Результаты Раиса. Различные методы анализа случайных процессов. § 32. О возможностях сжатия спектра..........205 Постановка задачи. Преобразование, сохраняющее информацию. Возможности нестатистического сжатия спектра. Примеры. Понятие избыточности. Пути статистического сжатия спектра. Модуляция и детектирование как операции, расширяющие и сжимающие спектр. ДОБАВЛЕНИЯ I- О ширине спектра произведения функций........ 213 II. Спектры некоторых частотно-модулированных колебаний 217 III. Активная полоса спектра................ 224 v рЯЗЛОжение спектров по спектрам составляющих функций 226 V. Спектр короткого знакопеременного импульса...... 228 VI ' ?одР°бност« вычисления Д/ и Ы............230 VII. По поводу общего критерия для оценки Д/и М .... 233 Литература.......................23G Цена: 75руб. |
||||