Спектральным характеристикам

где k — целое число. В этом случае спектральные составляющие комбинационных продуктов SK(f) располагаются между спектральными составляющими основного сигнала Su(f) ( 7.3, б) с полустрочным сдвигом. В г„1. 2 указывалось, что такое решение позволяет улучшить отношение сигнал/помеха примерно на 18—20 дБ по сравнению со случаем, когда частота /•',, кратна строчной частоте /rrp и спектральные компоненты SK(t) и Su(f) совпадают по частоте. Условие (7.2) используется в ряде систем невещательного телевидения.

Из выражений (12.11), (12.12) следует, что конечные размеры РЭ приводят к спаду верхних частот сигнала, причем меняется только амплитудный спектр, а фазовый остается прежним. Коррекция апертурных искажений обычно производится в электрическом тракте с помощью специального устройства — апертурного корректора (АК.) . АК должен осуществлять подъем верхних частот передаваемого сигнала без нарушения фазовых соотношений между спектральными составляющими. Как указывалось в § 4.3, в этом случае АК принципиально должки быть неминимально-фазовым устройством.

Графически спектр принято изображать вертикальными линиями в координатах частота — амплитуда ( 10.5). Положение линии на оси частот определяется частотой и?1 каждой составляющей спектра, а ее высота - амплитудой. Расстояние между спектральными составляющими равно частоте процесса (например, частоте следования импульсов).

Исследуемый сигнал, поступая на вход смесителя, преобразуется по частоте. На выходе смесителя образуются радиоимпульсы длительностью ти с частотой заполнения fr—/с. При изменении частоты гетеродина будет изменяться и частота заполнения радиоимпульсов. На 10.2 показаны спектры, соответствующие этим импульсам, поступающим в моменты времени t\ ....tg. Фильтр ПЧ из этих спектров вырезает узкий участок, соответствующий полосе пропускания усилителя ПЧ — Л/пч. На спектрах 1... 9 показаны эти участки. Необходимо понимать, что эти участки не являются спектральными составляющими — они значительно шире их. Импульсы на выходе УПЧ образуют последовательность с периодом следования Тс. Амплитуда импульсов на выходе УПЧ будет пропорциональна среднему значению огибающей спектра в полосе УПЧ. После детектирования последовательность видеоимпульсов Ыд(^) подается на У-пластины ЭЛТ. Очевидно, выбросы на экране будут равны Y=KiK(f)G(fr—/с), где G(/r—fc)—спектральная плртность импульсов разностной частоты, /г — частота гетеродина, являющаяся функцией времени, K(f)—АЧХ фильтра ПЧ, К\ — постоянная величина, зависящая от коэффициентов передачи преобразователя, детектора, последетекторного усилителя, чувствительности ЭЛТ. Изображение спектра на экране ЭЛТ будет в виде вертикальных светлых выбросов, огибающая которых и представляет собой искомую зависимость. Светящиеся выбросы на экране ЭЛТ будут располагаться в одних и тех же местах, если период развертки кратен периоду следования импульсов Тс. Если детектор квадратичный, то получим огибающую спектра мощности. Повышение частоты следования импульсов при прочих равных условиях увеличивает число светящихся полос, но не изменяет их высоты, так как высота пропорциональна среднему значению мощности участка спектра, заключенного в полосе А/пч фильтра ПЧ.

Отметим, что 10.2 объясняет также принцип работы анализатора в режиме, при котором полоса анализирующего фильтра менее половины разности частот между спектральными составляющими, а на экране ЭЛТ получаются изображения этих составляющих. Надо только считать t\, t2,..., tg не моментами прихода импульсов, а моментами в пределах одного периода развертки, п которые линии спектра исследуемого сигнала, перенесенного на ПЧ, попадают в полосу пропускания ФПЧ.

Спектральный метод измерения т/ и Д/д основывается на использовании особенностей соотношения между спектральными составляющими при различных /га/. На 10.10 приведен график значений функции Бесселя I рода первых порядков. Как видим, при некоторых значениях т,} функции Бесселя равны нулю. Следовательно, в спектре будут отсутствовать соответствующие составляющие.

Подставив выражение для крутизны (8.7) в (8.6) и ограничиваясь спектральными составляющими тока, имеющими частоты равные или близкие к несущей, получим

Это положение может быть сформулировано иначе: в стационарном нормальном процессе отсутствуют внутриспектральные связи. Это означает, что фазовые и амплитудные соотношения между спектральными составляющими меняются случайным образом от одной реализации к другой.

сумма трех колебаний с частотами со0, ю0 + Q и ю0 —Q представляла собой колебание, огибающая которого содержит помимо частоты Q еще и частоты 2Q, 3Q и т. д. В этом случае амплитудный детектор выделит на выходе колебание, спектр которого будет шире, чем частотная полоса высокочастотного колебания на входе. В спектре же шума нет никакой корреляции (и тем более симметрии) между спектральными составляющими, частоты которых расположены слева и справа от центральной частоты ш0. Естественно, что огибающая каждой из реализаций шума обладает спектром более широким, чем

Совокупность составляющих заданной формы, образующих в сумме некоторый сигнал, называют спектром этого сигнала, а составляющие сигнала — его спектральными составляющими. Количество спектральных составляющих сигнала может быть как конечным, так и бесконечным.

Здесь имеется в виду дискретность по частоте, так что характерной особенностью данного ряда являются конечные интервалы между смежными спектральными составляющими: Дш& = = о)* + 1 — со^ > 0. Сумма дискретных спектральных составляющих (5.1) образует сигнал бесконечной длительности.

Высвечивание инжекционных диодов в настоящее время перекрывает всю видимую часть спектра, начиная от фиолетового излучения (К — 456 нм, SiC) и кончая коротковолновой границей ближнего инфракрасного излучения (900...920 нм, GaAs). Это упрощает процесс согласования по спектральным характеристикам источника света и фотоприемника.

Фотоприемники на основе материалов А2Вв хорошо согласуются по спектральным характеристикам с электролюминофорами. Область спектральной чувствительности фотоприемников типа CdS и его аналогов (CdTe, CdSe) и твердых растворов на их основе перекрывает всю видимую часть спектра от 400 до 900 нм. Интегральная чувствительность фоторезисторов на этих материалах достаточно высока и составляет 0,1... 10, А/(лм • В). В результате сопротивление при освещенностях 102... ...103 лк изменяется в пределах 10'...108 Ом.

В качестве излучателей в оптронах используют обычно светодиоды на основе арсенида-фосфида галлия GaAsP, алюми-ний-арсенида галлия GaAlAs, характеризующиеся большой яркостью, высоким быстродействием и длительным сроком службы. Кроме того, они хорошо согласуются по спектральным характеристикам с фотоприемниками на основе кремния. Излучение в светодиодах появляется в результате рекомбинации дырок с инжектированными через p-n-переход электронами. Для этого к светодиоду должно быть приложено напряжение в прямом направлении. Возникающий ток вызывает интенсивную

спектральным характеристикам и быстродействию с арсенид-галлиевыми светодиодами.

10.9. Объясните, как можно определить интегральную чувствительность фотоэлементов по их спектральным характеристикам и спектральным характеристикам источников излучения.

Оптроном называют оптоэлектронный преобразователь, который представляет собой конструктивно объединенные в одном корпусе согласованные по спектральным характеристикам и другим свойствам источник 1 и приемник излучения 2, между которыми существует оптическая связь через оптическую среду 3 ( 15.13, а). В качестве источников излучения в оптронах наибольшее распространение получили светодиоды, а в качестве приемников — фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы.

Для линейной электрической цепи общие методы и теоремы, относящиеся к установившемуся синусоидальному процессу (гл. 7 и 9), применимы к спектральным характеристикам непериодических функций переходного режима при нулевых начальных условиях '.

гичны спектральным характеристикам

Сочетание фотоизлучателя и фотоприемника в оптроне получило название оптоэлектронной пары. Наиболее распространенными излучателями являются светодиоды, выполненные на основе арсени-да галлия, фосфида галлия, фосфида кремния, карбида кремния и др. Они имеют высокое быстродействие (порядка 0,5 мкс), миниатюрны и достаточно надежны в работе. По своим спектральным характеристикам светодиоды хорошо согласуются с фотоприемниками, выполненными на основе кремния. Поскольку схемотехнические возможности оптрона определяются главным образом характеристиками фотоприемника, этот элемент и дает название оптрона в целом. К основным разновидностям оптронов относятся: резисторные (фотоприемником служит фоторезистор); диодные (фотоприемник — фотодиод); транзисторные (фотоприемник — фототранзистор) и тиристорные (фотоприемник — фототиристор).

Таким образом, в полосе пропускания реальных фильтров может быть достигнуто лишь некоторое приближение к идеальным спектральным характеристикам. Практически, как отмечалось, допускается неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания фильтра порядка 3 — 6 дБ. Аналогично при прохождении через цепь, например, телевизионных сигналов допускается, чтобы ее фазовая характеристика отклонялась в полосе пропускания от прямой линии не более чем на 3—4°.

В опытах по определению значений KPI использованы Р — У — Т данные четырехокиси азота [1 — 4], данные по теплопроводности [5], по спектральным характеристикам в инфракрасной [6] и видимой [7, 8] областях спектра, а также данные по поглощению ультразвука [9] . Полученные при этом результаты согласуются между собой достаточно хорошо.

Особенно важными при проектировании цифровых систем связи являются спектральные характеристики цифровых модулированных сигналов, которые представлены в этой главе с определённой глубиной. Из этой техники модуляции одна из наиболее важных - МНФ с учётом того, что она эффективно использует полосу частот. Из этих соображений она широко изучалась многими исследователями, и в технической литературе появилось большое число публикаций по этой теме. Наиболее исчерпывающие обсуждения МНФ,-включая характеристики качества и спектральные характеристики, можно найти в книге Андерсена и др. (1986). В дополнение к этому материалу учебник Сандберга (1986) представляет базовые концепции и обзор характеристик качества различной техники МНФ. Эта публикация также содержит около 100 ссылок на опубликованные статьи по этой теме. Имеется большое число ссылок, связанных со спектральными характеристиками ЧМНФ и МНФ. Для начала поиска упомянем, что ММС была изобретена Дольцем и Хелдом в 1961. Ранние работы по спектральной плотности мощности для ЧМНФ и МНФ были сделаны Беннетом и Райсом (1963), Андерсоном и Сальцем (1965) и Беннетом и Давеем (1965). Книга Дакки и др.(1968) также содержит трактовку спектральных характеристик ЧМНФ. Большинство из недавних новых работ имеется в публикации Сандберга (1986). Мы должны также процитировать специальные исследования по частотной эффективности модуляции и кодирования, опубликованные IEEE Transactions on Communication (март 1981). Там имеются несколько статей по спектральным характеристикам и характеристикам качества МНФ.