В настоящей книге, являющейся второй частью учебника по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы», рассматриваются нелинейные системы и основные радиотехнические процессы и преобразования: нелинейное усиление и амплитудное ограничение, генерирование колебаний, модуляция и детектирование, преобразование случайных сигналов в линейных и нелинейных системах. В последних двух главах — 8 и 9 — рассматриваются основные принципы борьбы с помехами при приеме радиосигналов: оптимальная линейная фильтрация и ширикополосные системы связи.
Содержание данной книги и изложение материала соответствуют утвержденной программе (индекс УМУ-Т-7/63) по упомянутому выше курсу и тесно связаны с первой частью учебника, изданной в 1966 г.
Главной особенностью нового курса и соответственно данного учебника является сочетание сведений, относящихся к теории колебаний в линейных, параметрических и нелинейных системах, с основными положениями теории случайных сигналов и шумов. Сначала изучаются свойства этих систем в режиме гармонических колебаний и детерминированных воздействий, а затем при случайных сигналах.
Сведения по некоторым вопросам в данной книге превышают обязательный для курса РТЦиС минимум. Эти материалы, занимающие в книге немного места (§2.7, 5.4, 6.5, 6.8, 7.6 и 7.7), при первом изучении курса могут быть опущены без нарушения последовательности изложения.
Как и по первой части, в работе над данной книгой автору оказали большую помощь сотрудники кафедры теоретических основ радиотехники МАИ. Особенно велика помощь, оказанная Т. М. Руба-шевой и Т. С. Козловой.
Многочисленные и ценные замечания сделали при рецензировании доктор технических наук, профессор Я. С. Ицхоки, кандидат
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ....................... 3
Глава 1. Нелинейные цепи и методы их анализа......... 5
1.1. Нелинейные элементы.................. 5
1.2. Аппроксимация нелинейных характеристик........ 6
1.3. Преобразование спектра в нелинейной цепи....... 10
1.4. Определение токов и напряжений в цепи с нелинейным сопротивлением. Графический способ ........... 12
1.5. Нелинейная цепь с фильтрацией постоянного тока. Выпрямление .......................... 16
1.6. Нелинейный активный четырехполюсник......... 23
1.7. Нелинейное резонансное усиление. Квазилинейный метод 25
1.8. Умножение частоты................... 29
1.9. Амплитудное ограничение................31
Глава 2. Генерирование колебаний................ 37
2.1. Автоколебательная система............... 37
2.2. Примеры схем автогенераторов.............. 40
2.3. Возникновение колебаний в автогенераторе........ 43
2.4. Стационарный режим автогенератора. Баланс фаз .... 48
2.5. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения...... 54
2.6. Нелинейное уравнение автогенератора.......... 57
2.7. Решение нелинейного уравнения автогенератора методом медленно меняющихся амплитуд.............. 61
2.8. Двухконтурные автогенераторы. Явление затягивания частоты 67
2.9. Автогенераторы с внутренней обратной связью..... 72
2.10. Автогенератор с задержкой в цепи обратной связи .... 76
2.11. Генераторы RC ...................80
2.12. Релаксационные автогенераторы............85
2.13. Метод фазовой плоскости...............91
2.14. Фазовые портреты автоколебаний............97
Глава 3. Управление колебаниями (модуляция)..........101
3.1. Общие замечания....................101
3.2. Амплитудная модуляция................102
3.3. Особенности амплитудной модуляции в автогенераторе . . 109 "* 3.4. Угловая модуляция в системе с независимым источником
несущего колебания..................'.111
3.5. Угловая модуляция в автогенераторе..........114
Глава 4. Детектирование модулированных колебаний. Преобразование
частоты........................123
4.1. Вводные замечания....................123
4.2. Амплитудное детектирование...............123
4.3. Детектирование одной полосы боковых частот амплитудной модуляции.......................129
4.4. Частотное и фазовое детектирование...........131
4.5. Преобразование частоты сигнала............141
325
4.6. Синхронное детектирование............... 146
4.7. Балансные преобразователи частоты........... 147
Глава 5. Действие внешней силы на цепи с реактивными нелинейно-
стями и на системы с положительной обратной связью . . 151
5.1. Резонанс в нелинейной цепи.............. 151
5.2. Регенерация....................... 155
5.3. Действие синусоидальной э. д. с. на автогенератор. Захватывание частоты...................... 160
5.4. Процесс установления режима захватывания....... 165
5.5. Влияние шумов на частоту и фазу автогенератора..... 171
5.6. Деление частоты.................... 174
Глава 6. Преобразование случайных процессов в линейных системах
с постоянными и переменными параметрами.....181
6.1. Передача нормальных процессов через системы с постоянными параметрами.......................181
6.2. Аддитивная и мультипликативная помехи........183
6.3. Распределение вероятностей огибающей и фазы узкополосного нормального процесса..................184
6.4. Нормализация случайных процессов в узкополосных системах ..........................187
6.5. Мультипликативная помеха типа амплитудной модуляции 194
6.6. Влияние мультипликативной помехи на закон распределения сигнала.........................198
6.7. Примеры нахождения распределения выходного сигнала при мультипликативной помехе................200
6.8. Нахождение статистических характеристик выходного сигнала при сложной мультипликативной помехе......204
Глава 7. Преобразование случайных процессов в нелинейных системах 208
7.1. Общие замечания.....................208
7.2. Преобразование закона распределения в безынерционном нелинейном элементе...................209
7.3. Преобразование энергетического спектра в безынерционном нелинейном элементе...................213
7.4. Воздействие узкополосного нормального шума на квадра-
тичный детектор .....................216
7.5. Воздействие узкополосного нормального шума на линейный детектор........................219
7.6. Совместное действие синусоидального сигнала и узкополосного нормального шума на амплитудный детектор . ... 222
7.7. Представление нелинейной характеристики в виде контурного интеграла........................230
7.8. Взаимодействие синусоидального сигнала и нормального шума в идеальном ограничителе с резонансной нагрузкой 234
7.9. Совместное действие синусоидального сигнала и нормального шума на частотный детектор..............241
Глава 8. Борьба с помехами. Оптимальная линейная фильтрация 245
8.1. Проблема помехоустойчивости.............. 245
8.2. Постановка задачи об оптимальной линейной фильтрации 248
8.3. Фильтры, максимизирующие отношение сигнал/шум при белом шуме........................ 250
8.4. Импульсная характеристика оптимального фильтра. Физическая осуществимость................. 253
8.5. Сигнал и помеха на выходе оптимального фильтра .... 255
8.6. Примеры синтеза оптимальных фильтров для некоторых сигналов при белом шуме.................... 259
8.7. Формирование сигнала, согласованного с заданным фильтром 272
8.8. Оптимальная фильтрация известного сигнала при небелом шуме.......................... 276
Глава 9. Борьба с помехами. Широкополосные системы радиосвязи. 278
9.1. Общие замечания....................^'°
9.2. Широкополосная частотная модуляция.........../'У
9 3 Повышение помехоустойчивости приема с помощью схемы
ШОУ......................... fl
9.4. Понятие об импульсной модуляции............' осм
9.5. Спектры модулированных импульсных последовательностей /94
9.6. Принципы осуществления модуляции и детектирования импульсных последовательностей.............**°
9.7. Принципы многоканальной радиосвязи..........^0»
9.8. Помехоустойчивость импульсных систем.........ЗОУ
9.9. Кодово-импульсная модуляция. Шумы квантования ... 314 Предметный указатель ...................• • • « dly
Цена: 150руб.
