1.3. Функция анализа частотных характеристик цепи

Команда AC Analysis меню Analysеs запускает режим расчета частотных характеристик, выбором в меню инструкций: Simulate/ Analyses/ AC Analysis… Выполнение команды начинается с задания в диалоговом окне (рис. 8) параметров (Frequency Parameters):

– Fstart, Fstop – границы частотного диапазона (минимальное и максимальное значение частоты соответственно);

– Sweep type — масштаб по горизонтали: декадный (Decade), линейный (Linear) и октавный (Octave);

– Number of points – число точек расчета;

– Vertical scale – масштаб по вертикали: линейный (Linear), логарифмический (Log) и в децибелах (Decibel).

Рис. 8. Окно задания параметров расчета частотных характеристик

Во вкладке Output указать узловые точки цепи для исследования. Перечень таких узлов устанавливается нажатием кнопок Add (добавить) и Remove (удалить).

Запуск режима моделирования АЧХ и ФЧХ радиотехнической цепи проводится нажатием кнопки Simulate. Пример моделирования представлен на рис. 9 в виде амплитудно-частотной (АЧХ — верхняя кривая) и фазо-частотной (ФЧХ — нижняя кривая) характеристик.

Рис. 9. Пример расчета АЧХ и ФЧХ

Для получения более полной информации о полученных графиках можно использовать кнопки, имеющие следующее назначение:

–вставить сетку (Toggle Grid) ;

–вывести числовые данные (Toggle Cursor);

–создать инверсный рисунок.

2. Детерминированные радиотехнические сигналы

Термин «сигнал» происходит от латинского «signum» – знак и представляет собой физический процесс, изменяющийся во времени по закону передаваемого сообщения.

Для теоретического изучения и расчета сигналов создается математическая модель (ММ) исследуемого сигнала, что позволяет сравнивать сигналы между собой, выделять их основные свойства, проводить классификацию.

2.1. Классификация радиосигналов

2.1.1. Детерминированные и случайные сигналы

Детерминированный сигнал– это сигнал, мгновенное значение которого в любой момент времени можно предсказать с вероятностью равной единице.

Примером детерминированного сигнала (рис.10) могут быть: последовательности импульсов (форма, амплитуда и положение во времени которых известны), непрерывные сигналы с заданными амплитудно-фазовыми соотношениями.

Способы задания ММ сигнала: аналитическое выражение (формула), осциллограмма, спектральное представление.

Пример ММ детерминированного сигнала.

s(t)=S_m Sin(₀t+₀)

	 s()
Рис. 10. Детерминированный (гармонический) синусоидальный сигнал

Случайный сигнал – сигнал, мгновенное значение которого в любой момент времени заранее неизвестно, а может быть предсказано с некоторой вероятностью, меньше единицы.

Примером случайного сигнала (рис. 11) может быть напряжение, соответствующее человеческой речи, музыке; последовательность радиоимпульсов на входе радиолокационного приемника; помехи, шумы.

2.1.2. Сигналы, применяемые в радиоэлектронике

Непрерывные по величине (уровню) и непрерывные по времени (непрерывные или аналоговые) сигналы – принимают любые значения s(t) и существуют в любой момент в заданном временном интервале (рис. 12).

Рис. 11. Случайный процесс

Рис. 12. Аналоговый сигнал

Непрерывные по величине и дискретные по времени сигналы заданы при дискретных значениях времени (на счетном множестве точек), величина сигнала s(t) в этих точках принимает любое значение в определенном интервале по оси ординат.

Термин «дискретный» характеризует способ задания сигнала на оси времени (рис. 13).

Рис. 13. Непрерывный по величине и дискретный по времени сигнал

Квантованные по величине и непрерывные по времени сигналы заданы на всей временной оси, но величина s(t) может принимать лишь дискретные (квантованные) значения (рис. 14).

Рис. 14. Квантованный по величине и непрерывный по времени сигнал

Квантованные по величине и дискретные по времени (цифровые) сигналы – передаются значения уровней сигнала в цифровой форме (рис. 15).

Рис. 15. Цифровой сигнал

2.1.3. Импульсные сигналы

Импульс – колебание, существующее лишь в пределах конечного отрезка времени. На рис. 16 и 17 представлены видеоимпульс и радиоимпульс.

Рис. 16. Видеоимпульс

Для трапециидального видеоимпульса вводят параметры:

А – амплитуда;

_и – длительность видеоимпульса;

_ф – длительность фронта;

_ср – длительность среза.

Рис. 17. Радиоимпульс

S_р(t)=S_в(t)Sin(₀t+₀)

S_в(t) – видеоимпульс – огибающая для радиоимпульса.

Sin(₀t+₀) – заполнение радиоимпульса.

2.1.4. Специальные сигналы

Функция включения (единичная функция (рис. 18) или функция Хевисайда) описывает процесс перехода некоторого физического объекта из «нулевого» в «единичное» состояние, причем этот переход совершается мгновенно.

(1)

C помощью функции включения удобно описывать разнообразные процессы коммутации в электрических цепях.

Рис. 18. Функция включения

Дельта-функция (Функция Дирака) является импульсом, длительность которого стремится к нулю, при этом высота импульса неограниченно возрастает. Принято говорить, что функция сосредоточена в этой точке.

	(2)
	(3)