Учебник для вузов. — 4-е издание, переработанное и дополненное. —
М.: Радио и связь, 1986. — 512 с.
Изложены основы современной теории детерминированных и случайных
сигналов и преобразования сигналов в радиотехнических цепях. В
отличие от предыдущего издания (1977 г.) расширены разделы,
посвященные цифровым сигналам и их обработке, статистическим
методам в радиотехнике, большее внимание уделено синтезу цифровых
цепей, введена глава, посвященная новому направлению в
радиоэлектронике: «Кепстральный анализ сигналов».
Для студентов радиотехнических специальностей вузов, полезна инженерам. Предисловие к четвертому изданию Общая характеристика радиотехнических процессов, сигналов и цепей
Передача сигналов на расстояние и используемые в радиотехнике частоты.
Преобразование сигналов в радиотехнических системах.
Классификация сигналов, используемых в радиотехнике.
Радиотехнические цепи и методы их анализа.
Проблема помехоустойчивости и электромагнитной совместимости радиотехнических систем. Характеристики детерминированных сигналов
Энергетические характеристики.
Представление произвольного сигнала в виде суммы элементарных колебаний.
Гармонический анализ периодических сигналов.
Спектры простейших периодических сигналов.
Распределение мощности в спектре периодического сигнала.
Гармонический анализ непериодических сигналов.
Соотношение между спектрами одиночного импульса и периодической последовательности импульсов.
Некоторые свойства преобразования Фурье.
Распределение энергии в спектре непериодического сигнала.
Примеры определения спектров непериодических сигналов.
Бесконечно короткий импульс с единичной площадью (дельта-функция).
Соотношение между длительностью сигнала и шириной его спектра. Скорость убывания спектра.
Спектры некоторых неинтегрируемых функций.
Представление сигналов на плоскости комплексной частоты.
Представление сигналов с ограниченной полосой частот в виде ряда Котельникова.
Теорема отсчетов в частотной области.
Дискретизованные сигналы.
Корреляционный анализ детерминированных сигналов.
Соотношение между корреляционной функцией и спектральной характеристикой сигнала. Модулированные колебания
Общие определения.
Радиосигналы с амплитудной модуляцией.
Спектр амплитудно-модулированного колебания.
Угловая модуляция. Фаза и мгновенная частота колебания.
Спектр колебания при угловой модуляции. Общие соотношения.
Спектр колебания при гармонической угловой модуляции.
Спектр радиоимпульса с частотно-модулированным заполнением.
Спектр колебания при амплитудно-частотной модуляции.
Огибающая, фаза и частота узкополосного сигнала.
Аналитический сигнал.
Корреляционная функция модулированного колебания.
Дискретизация узкополосного сигнала. Основные характеристики случайных сигналов
Общие определения.
Виды случайных процессов. Примеры.
Спектральная плотность мощности случайного процесса.
Соотношение между спектральной плотностью и ковариационной функцией случайного процесса.
Взаимная корреляционная функция и взаимная спектральная плотность двух случайных процессов.
Узкополосный случайный процесс.
Комплексный случайный процесс.
Геометрическое представление сигналов. Пространство сигналов.
Пространство случайных сигналов. Линейные радиотехнические цепи с постоянными параметрами
Определения и свойства активных цепей.
Активный четырехполюсник как линейный усилитель.
Частотные и временные характеристики радиоэлектронных цепей.
Апериодический усилитель.
Каскадное соединение идентичных апериодических усилителей.
Резонансный усилитель.
Обратная связь в активном четырехполюснике.
Применение отрицательной обратной связи для улучшения характеристик усилителя.
Устойчивость линейных активных цепей с обратной связью. Алгебраический критерий устойчивости.
Частотные критерии устойчивости. Прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами
Вводные замечания.
Спектральный метод.
Метод интеграла наложения.
Прохождение дискретных сигналов через апериодический усилитель.
Дифференцирование и интегрирование сигналов.
Анализ радиосигналов в избирательных цепях. Метод огибающей.
Прохождение радиоимпульса через резонансный усилитель.
Линейные искажения амплитудно-модулированного колебания в резонансном усилителе
Прохождение фазоманипулированного колебания через резонансную цепь.
Прохождение частотно-манипулированного колебания через избирательную цепь.
Прохождение частотно-модулированного колебания через избирательные цепи. Прохождение случайных сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами
Преобразование характеристик случайного процесса в линейных цепях.
Спектральная плотность мощности и корреляционная функция случайного процесса на выходе цепи.
Характеристики собственных шумов в радиоэлектронных цепях.
Дифференцирование случайной функции.
Интегрирование случайной функции.
Параметры распределения случайного процесса на выходе линейной цепи. Характеристическая функция.
Нормализация случайных процессов в узкополосных линейных цепях. Нелинейные цепи и методы их анализа
Нелинейные элементы.
Аппроксимация нелинейных характеристик.
Воздействие узкополосного радиосигнала на безынерционные нелинейные элементы.
Воздействие бигармонического колебания на нелинейный резистивный элемент.
Нелинейное резонансное усиление.
Умножение частоты.
Амплитудное ограничение.
Нелинейная цепь с фильтрацией постоянного тока (выпрямление).
Амплитудное детектирование.
Частотное и фазовое детектирование.
Преобразование частоты сигнала.
Синхронное детектирование.
Получение амплитудно-модулированных колебаний.
Резонанс в колебательном контуре с нелинейной емкостью.
Воздействие гармонического сигнала на нелинейную емкость. Умножитель частоты на варакторе.
Воздействие двух гармонических колебаний на цепь с нелинейным энергоемким элементом.
Теорема Мэнли—Роу.
Моделирование процессов в нелинейных цепях по заданному дифференциальному уравнению. Проектирование гармонических колебаний
Автоколебательная система.
Возникновение колебания в автогенераторе.
Стационарный режим автогенератора.
Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения.
Примеры схем автогенераторов.
Нелинейное уравнение автогенератора.
Метод фазовой плоскости.
Фазовые портреты автогенератора.
Автогенераторы с внутренней обратной связью.
Автогенератор с линией задержки в цепи обратной связи.
RС-генераторы.
Действие гармонической ЭДС на цепи с положительной обратной связью. Регенерация.
Действие гармонической ЭДС на автогенератор. Захватывание частоты . Угловая модуляция в автогенераторе. Цепи с переменными параметрами
Общие характеристики цепей с переменными параметрами.
Прохождение сигналов через линейные цепи с переменными параметрами.
Пример определения импульсной характеристики параметрической цепи.
Передаточная функция цепи с периодически изменяющимся параметром.
Принцип параметрического усиления сигналов.
Одноконтурный параметрический усилитель.
Двухконтурный параметрический усилитель.
Параметрическое возбуждение колебаний.
Сопоставление параметрических и нелинейных преобразований сигналов. Воздействие случайных колебаний на нелинейные и параметрические цепи
Вводные замечания.
Преобразование случайного процесса в безынерционных нелинейных цепях.
Преобразование спектра случайного процесса в безынерционном нелинейном элементе.
Воздействие узкополосного шума на амплитудный детектор.
Совместное воздействие гармонического сигнала и гауссовского шума на амплитудный детектор.
Совместное воздействие гармонического сигнала и гауссовского шума на частотный детектор.
Взаимодействие гармонического сигнала и гауссовского шума в амплитудном ограничителе с резонансной нагрузкой.
Корреляционная функция и спектр случайного процесса в линейной параметрической цепи.
Влияние мультипликативной помехи на закон распределения сигнала. Дискретная обработка сигналов. Цифровые фильтры
Вводные замечания.
Принцип дискретной фильтрации.
Передаточная функция цифрового фильтра.
Характеристики цифровых сигналов.
Применение метода z-преобразовании для анализа дискретных сигналов и цепей.
z-преобразование временных функций.
z-преобразование передаточных функций дискретных цепей.
Примеры анализа цифровых фильтров.
Цифровые фильтры с комплексными весовыми коэффициентами.
Преобразование аналог — цифра. Шумы квантования.
Преобразование цифра—аналог и восстановление континуального сигнала.
Быстродействие арифметического устройства цифрового фильтра.
Алгоритм цифровой фильтрации во временной и частотной областях.
Быстрое преобразование Фурье.
Спектральный анализ на базе быстрого преобразования Фурье.
Применение быстрого преобразования Фурье в устройствах обработки сигналов. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигнала на фоне помех
Постановка задачи.
Передаточная функция оптимального фильтра.
Импульсная характеристика согласованного фильтра. Физическая осуществимость.
Сигнал и помеха на выходе согласованного фильтра.
Примеры построения согласованных фильтров.
Формирование сигнала, сопряженного с заданным фильтром.
Фильтрация заданного сигнала при небелом шуме.
Фильтрация сигнала с неизвестной начальной фазой.
Согласованная фильтрация комплексного сигнала. Квадратурная обработка.
Цифровой согласованный фильтр. Представление сигналов некоторыми специальными функциями
Вводные замечания.
Ортогональные полиномы и функции непрерывного типа.
Функции Уолша.
Различные способы нумерации функций Уолша.
Примеры применения функций Уолша.
Дискретные функции Уолша. Элементы синтеза линейных радиоцепей
Вводные замечания.
Представление аналогового четырехполюсника каскадным соединением элементарных четырехполюсников.
Реализация безындуктивностной цепи второго порядка.
Особенности синтеза четырехполюсника по заданной амплитудно-частотной характеристике.
Синтез фильтра нижних частот. Фильтр Баттерворта.
Пример синтеза фильтра Баттерворта второго порядка.
Фильтр Чебышева (нижних частот).
Синтез различных фильтров на основе фильтра нижних частот.
Связь между амплитудно- и фазо-частотной характеристиками в цифровых цепях.
Примеры определения ФЧХ цифрового фильтра по заданной АЧХ.
Синтез цифровых фильтров. Общие замечания.
Синтез цифровых фильтров по аналоговому прототипу.
Метод инвариантных частотных характеристик. Обобщенная линейная фильтрация сигналов. Кепстральный анализ
Обобщенный принцип суперпозиции.
Обобщенная схема гомоморфной обработки сигналов.
Гомоморфная обработка мультипликативного сигнала.
Гомоморфная обработка свернутого сигнала.
Кепстральный анализ сигналов. Кепстр мощности.
Определение задержки сигнала.
Пример определения задержки сигнала.
Влияние помех.
Комплексный кепстр.
Свойства комплексного кепстра.
Некоторые свойства кепстральных преобразований. Приложение 1. Правила перехода от изображения по Лапласу Ls(p) к спектральной плотности S(ω)
Приложение 2. Правило преобразования спектральной плотности при интегрировании сигнала
Приложение 3. Согласованная фильтрация узкополосного сигнала с неизвестно начальной фазой
Приложение 4. Согласованная фильтрация комплексного сигнала
Приложение 5. О неоднозначности определения фазочастотной характеристики спектра сигнала Список литературы
Условные обозначения
Предметный указатель
Для студентов радиотехнических специальностей вузов, полезна инженерам. Предисловие к четвертому изданию Общая характеристика радиотехнических процессов, сигналов и цепей
Передача сигналов на расстояние и используемые в радиотехнике частоты.
Преобразование сигналов в радиотехнических системах.
Классификация сигналов, используемых в радиотехнике.
Радиотехнические цепи и методы их анализа.
Проблема помехоустойчивости и электромагнитной совместимости радиотехнических систем. Характеристики детерминированных сигналов
Энергетические характеристики.
Представление произвольного сигнала в виде суммы элементарных колебаний.
Гармонический анализ периодических сигналов.
Спектры простейших периодических сигналов.
Распределение мощности в спектре периодического сигнала.
Гармонический анализ непериодических сигналов.
Соотношение между спектрами одиночного импульса и периодической последовательности импульсов.
Некоторые свойства преобразования Фурье.
Распределение энергии в спектре непериодического сигнала.
Примеры определения спектров непериодических сигналов.
Бесконечно короткий импульс с единичной площадью (дельта-функция).
Соотношение между длительностью сигнала и шириной его спектра. Скорость убывания спектра.
Спектры некоторых неинтегрируемых функций.
Представление сигналов на плоскости комплексной частоты.
Представление сигналов с ограниченной полосой частот в виде ряда Котельникова.
Теорема отсчетов в частотной области.
Дискретизованные сигналы.
Корреляционный анализ детерминированных сигналов.
Соотношение между корреляционной функцией и спектральной характеристикой сигнала. Модулированные колебания
Общие определения.
Радиосигналы с амплитудной модуляцией.
Спектр амплитудно-модулированного колебания.
Угловая модуляция. Фаза и мгновенная частота колебания.
Спектр колебания при угловой модуляции. Общие соотношения.
Спектр колебания при гармонической угловой модуляции.
Спектр радиоимпульса с частотно-модулированным заполнением.
Спектр колебания при амплитудно-частотной модуляции.
Огибающая, фаза и частота узкополосного сигнала.
Аналитический сигнал.
Корреляционная функция модулированного колебания.
Дискретизация узкополосного сигнала. Основные характеристики случайных сигналов
Общие определения.
Виды случайных процессов. Примеры.
Спектральная плотность мощности случайного процесса.
Соотношение между спектральной плотностью и ковариационной функцией случайного процесса.
Взаимная корреляционная функция и взаимная спектральная плотность двух случайных процессов.
Узкополосный случайный процесс.
Комплексный случайный процесс.
Геометрическое представление сигналов. Пространство сигналов.
Пространство случайных сигналов. Линейные радиотехнические цепи с постоянными параметрами
Определения и свойства активных цепей.
Активный четырехполюсник как линейный усилитель.
Частотные и временные характеристики радиоэлектронных цепей.
Апериодический усилитель.
Каскадное соединение идентичных апериодических усилителей.
Резонансный усилитель.
Обратная связь в активном четырехполюснике.
Применение отрицательной обратной связи для улучшения характеристик усилителя.
Устойчивость линейных активных цепей с обратной связью. Алгебраический критерий устойчивости.
Частотные критерии устойчивости. Прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами
Вводные замечания.
Спектральный метод.
Метод интеграла наложения.
Прохождение дискретных сигналов через апериодический усилитель.
Дифференцирование и интегрирование сигналов.
Анализ радиосигналов в избирательных цепях. Метод огибающей.
Прохождение радиоимпульса через резонансный усилитель.
Линейные искажения амплитудно-модулированного колебания в резонансном усилителе
Прохождение фазоманипулированного колебания через резонансную цепь.
Прохождение частотно-манипулированного колебания через избирательную цепь.
Прохождение частотно-модулированного колебания через избирательные цепи. Прохождение случайных сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами
Преобразование характеристик случайного процесса в линейных цепях.
Спектральная плотность мощности и корреляционная функция случайного процесса на выходе цепи.
Характеристики собственных шумов в радиоэлектронных цепях.
Дифференцирование случайной функции.
Интегрирование случайной функции.
Параметры распределения случайного процесса на выходе линейной цепи. Характеристическая функция.
Нормализация случайных процессов в узкополосных линейных цепях. Нелинейные цепи и методы их анализа
Нелинейные элементы.
Аппроксимация нелинейных характеристик.
Воздействие узкополосного радиосигнала на безынерционные нелинейные элементы.
Воздействие бигармонического колебания на нелинейный резистивный элемент.
Нелинейное резонансное усиление.
Умножение частоты.
Амплитудное ограничение.
Нелинейная цепь с фильтрацией постоянного тока (выпрямление).
Амплитудное детектирование.
Частотное и фазовое детектирование.
Преобразование частоты сигнала.
Синхронное детектирование.
Получение амплитудно-модулированных колебаний.
Резонанс в колебательном контуре с нелинейной емкостью.
Воздействие гармонического сигнала на нелинейную емкость. Умножитель частоты на варакторе.
Воздействие двух гармонических колебаний на цепь с нелинейным энергоемким элементом.
Теорема Мэнли—Роу.
Моделирование процессов в нелинейных цепях по заданному дифференциальному уравнению. Проектирование гармонических колебаний
Автоколебательная система.
Возникновение колебания в автогенераторе.
Стационарный режим автогенератора.
Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения.
Примеры схем автогенераторов.
Нелинейное уравнение автогенератора.
Метод фазовой плоскости.
Фазовые портреты автогенератора.
Автогенераторы с внутренней обратной связью.
Автогенератор с линией задержки в цепи обратной связи.
RС-генераторы.
Действие гармонической ЭДС на цепи с положительной обратной связью. Регенерация.
Действие гармонической ЭДС на автогенератор. Захватывание частоты . Угловая модуляция в автогенераторе. Цепи с переменными параметрами
Общие характеристики цепей с переменными параметрами.
Прохождение сигналов через линейные цепи с переменными параметрами.
Пример определения импульсной характеристики параметрической цепи.
Передаточная функция цепи с периодически изменяющимся параметром.
Принцип параметрического усиления сигналов.
Одноконтурный параметрический усилитель.
Двухконтурный параметрический усилитель.
Параметрическое возбуждение колебаний.
Сопоставление параметрических и нелинейных преобразований сигналов. Воздействие случайных колебаний на нелинейные и параметрические цепи
Вводные замечания.
Преобразование случайного процесса в безынерционных нелинейных цепях.
Преобразование спектра случайного процесса в безынерционном нелинейном элементе.
Воздействие узкополосного шума на амплитудный детектор.
Совместное воздействие гармонического сигнала и гауссовского шума на амплитудный детектор.
Совместное воздействие гармонического сигнала и гауссовского шума на частотный детектор.
Взаимодействие гармонического сигнала и гауссовского шума в амплитудном ограничителе с резонансной нагрузкой.
Корреляционная функция и спектр случайного процесса в линейной параметрической цепи.
Влияние мультипликативной помехи на закон распределения сигнала. Дискретная обработка сигналов. Цифровые фильтры
Вводные замечания.
Принцип дискретной фильтрации.
Передаточная функция цифрового фильтра.
Характеристики цифровых сигналов.
Применение метода z-преобразовании для анализа дискретных сигналов и цепей.
z-преобразование временных функций.
z-преобразование передаточных функций дискретных цепей.
Примеры анализа цифровых фильтров.
Цифровые фильтры с комплексными весовыми коэффициентами.
Преобразование аналог — цифра. Шумы квантования.
Преобразование цифра—аналог и восстановление континуального сигнала.
Быстродействие арифметического устройства цифрового фильтра.
Алгоритм цифровой фильтрации во временной и частотной областях.
Быстрое преобразование Фурье.
Спектральный анализ на базе быстрого преобразования Фурье.
Применение быстрого преобразования Фурье в устройствах обработки сигналов. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигнала на фоне помех
Постановка задачи.
Передаточная функция оптимального фильтра.
Импульсная характеристика согласованного фильтра. Физическая осуществимость.
Сигнал и помеха на выходе согласованного фильтра.
Примеры построения согласованных фильтров.
Формирование сигнала, сопряженного с заданным фильтром.
Фильтрация заданного сигнала при небелом шуме.
Фильтрация сигнала с неизвестной начальной фазой.
Согласованная фильтрация комплексного сигнала. Квадратурная обработка.
Цифровой согласованный фильтр. Представление сигналов некоторыми специальными функциями
Вводные замечания.
Ортогональные полиномы и функции непрерывного типа.
Функции Уолша.
Различные способы нумерации функций Уолша.
Примеры применения функций Уолша.
Дискретные функции Уолша. Элементы синтеза линейных радиоцепей
Вводные замечания.
Представление аналогового четырехполюсника каскадным соединением элементарных четырехполюсников.
Реализация безындуктивностной цепи второго порядка.
Особенности синтеза четырехполюсника по заданной амплитудно-частотной характеристике.
Синтез фильтра нижних частот. Фильтр Баттерворта.
Пример синтеза фильтра Баттерворта второго порядка.
Фильтр Чебышева (нижних частот).
Синтез различных фильтров на основе фильтра нижних частот.
Связь между амплитудно- и фазо-частотной характеристиками в цифровых цепях.
Примеры определения ФЧХ цифрового фильтра по заданной АЧХ.
Синтез цифровых фильтров. Общие замечания.
Синтез цифровых фильтров по аналоговому прототипу.
Метод инвариантных частотных характеристик. Обобщенная линейная фильтрация сигналов. Кепстральный анализ
Обобщенный принцип суперпозиции.
Обобщенная схема гомоморфной обработки сигналов.
Гомоморфная обработка мультипликативного сигнала.
Гомоморфная обработка свернутого сигнала.
Кепстральный анализ сигналов. Кепстр мощности.
Определение задержки сигнала.
Пример определения задержки сигнала.
Влияние помех.
Комплексный кепстр.
Свойства комплексного кепстра.
Некоторые свойства кепстральных преобразований. Приложение 1. Правила перехода от изображения по Лапласу Ls(p) к спектральной плотности S(ω)
Приложение 2. Правило преобразования спектральной плотности при интегрировании сигнала
Приложение 3. Согласованная фильтрация узкополосного сигнала с неизвестно начальной фазой
Приложение 4. Согласованная фильтрация комплексного сигнала
Приложение 5. О неоднозначности определения фазочастотной характеристики спектра сигнала Список литературы
Условные обозначения
Предметный указатель