ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
ВВЕДЕНИЕ
При разработке радиоэлектронных устройств различного
назначения перед инженером часто возникает задача необходимо-
сти исследования прохождения импульсных радиосигналов через
линейные цепи. Для решения задачи во временной области широ-
ко используется операционное исчисление на основе интеграль-
ных преобразований Лапласа. При рассмотрении задачи в частот-
ной области применяют спектральный метод на основе
интеграль-
ных преобразований Фурье. Оба эти пути исследования тесно свя-
заны между собой и иногда их рассматривают как единый метод
(метод трансформации Фурье).
При нахождении реакции радиоэлектронного устройства
(РЭУ) на импульсное возбуждение применением операционного
исчисления наиболее трудоемкой операцией является выполнение
обратного преобразования Лапласа (ОПЛ) [1]. Трудоемкость ОПЛ
особенно возрастает для важных
в радиотехнических приложени-
ях случаев воздействия на РЭУ радиоимпульсных сигналов, а так-
же при наличии в сигнальном тракте РЭУ избирательных фильт-
ров (колебательных систем). Это обусловлено тем, что для радио-
импульсных сигналов и таких реализаций РЭУ изображающая
функция (ИФ) исследуемой реакции системы на входное возму-
щение имеет комплексно-сопряженные пары (
КСП) полюсов. В
этих случаях даже для относительно простых ИФ существенно
увеличивается трудоемкость и громоздкость преобразований при
переходе из пространства изображений в пространство оригина-
лов по сравнению с нахождением решений для вещественных по-
люсов ИФ [2]. Между тем существующая тенденция предельного
увеличения скорости переработки информации в радиосистемах
приводит к необходимости построения РЭУ
, работающих в дина-
мическом режиме, когда преобразования сигнала, съем и обработ-
ка информативного параметра его происходят не после окончания
переходных процессов (ППР) на выходе информативного канала,
а в течение этих процессов. В общем случае из-за неизбежного
наличия ППР при возбуждении электронной системы импульсным
сигналом форма его искажается. Данные искажения
приводят к
разрушению информативного параметра сигнала (к возникнове-
нию соответствующих динамических ошибок работы системы).
4
Исследование ППР в системе с целью минимизации ошибки, вно-
симой переходными процессами в информативный параметр сиг-
нала, является одним из необходимых этапов проектирования со-
временных РЭУ, функционирующих в динамическом режиме. По-
этому проблема разработки методов, упрощающих исследование
переходных процессов в радиоустройствах, всегда привлекала
серьезное внимание специалистов [l–6].
Наибольшее распространение при исследовании переход
-
ных процессов в радиосистемах нашел разработанный С.И. Евтя-
новым метод медленно меняющихся огибающих (ММО). В дан-
ном методе существенное снижение трудоемкости получения ре-
шения линейных дифференциальных уравнений (ДУ) при иссле-
довании ППР в колебательных системах достигается применением
определенных упрощающих допущений (асимптотический метод
малого параметра). При этом исходные ДУ, связывающие
отклик
линейной системы с возбуждающим ее радиосигналом, преобра-
зуется к укороченным символическим уравнениям относительно
ММО [2]. Чем более узкополосные сигналы и системы исследу-
ются, тем более точными будут искомые решения, найденные ме-
тодом ММО. В качестве меры узкополосности радиосигналов и
систем обычно рассматривают отношения
нс
ω
ω
∆
µ
= и
рн
ωω∆ε
2=
, где
с
ω
∆
– ширина спектра радиосигнала,
н
ω
–
частота его высокочастотного (ВЧ) заполнения,
н
ω
∆
2 – ширина
полосы пропускания колебательной системы,
р
ω
– резонансная
частота ее. Для узкополосных сигналов и систем имеем малые па-
раметры
µ
и
ε
(
µ
<<1,
ε
<<1). Для широкополосных и сверхши-
рокополосных систем эти параметры сравнимы с единицей.
Метод С.И. Евтянова, хотя и позволяет существенно упро-
стить нахождение достаточно точного решения для огибающей
сигнала на выходе радиосистемы, не обеспечивает достоверного
описания тонкой (фазовой) структуры выходного радиосигнала.
Имея в виду богатейшие возможности и преимущества фазовых
информационных радиосистем,
работающих в динамическом ре-
жиме [7], отметим, что указанный недостаток метода ММО яв-
ляется весьма существенным.
ВВЕДЕНИЕ Исследование ППР в системе с целью минимизации ошибки, вно- симой переходными процессами в информативный параметр сиг- При разработке радиоэлектронных устройств различного нала, является одним из необходимых этапов проектирования со- назначения перед инженером часто возникает задача необходимо- временных РЭУ, функционирующих в динамическом режиме. По- сти исследования прохождения импульсных радиосигналов через этому проблема разработки методов, упрощающих исследование линейные цепи. Для решения задачи во временной области широ- переходных процессов в радиоустройствах, всегда привлекала ко используется операционное исчисление на основе интеграль- серьезное внимание специалистов [l–6]. ных преобразований Лапласа. При рассмотрении задачи в частот- Наибольшее распространение при исследовании переход- ной области применяют спектральный метод на основе интеграль- ных процессов в радиосистемах нашел разработанный С.И. Евтя- ных преобразований Фурье. Оба эти пути исследования тесно свя- новым метод медленно меняющихся огибающих (ММО). В дан- заны между собой и иногда их рассматривают как единый метод ном методе существенное снижение трудоемкости получения ре- (метод трансформации Фурье). шения линейных дифференциальных уравнений (ДУ) при иссле- При нахождении реакции радиоэлектронного устройства довании ППР в колебательных системах достигается применением (РЭУ) на импульсное возбуждение применением операционного определенных упрощающих допущений (асимптотический метод исчисления наиболее трудоемкой операцией является выполнение малого параметра). При этом исходные ДУ, связывающие отклик обратного преобразования Лапласа (ОПЛ) [1]. Трудоемкость ОПЛ линейной системы с возбуждающим ее радиосигналом, преобра- особенно возрастает для важных в радиотехнических приложени- зуется к укороченным символическим уравнениям относительно ях случаев воздействия на РЭУ радиоимпульсных сигналов, а так- ММО [2]. Чем более узкополосные сигналы и системы исследу- же при наличии в сигнальном тракте РЭУ избирательных фильт- ются, тем более точными будут искомые решения, найденные ме- ров (колебательных систем). Это обусловлено тем, что для радио- тодом ММО. В качестве меры узкополосности радиосигналов и импульсных сигналов и таких реализаций РЭУ изображающая систем обычно рассматривают отношения µ = ∆ω с ω н и функция (ИФ) исследуемой реакции системы на входное возму- ε = 2 ∆ω н ω р , где ∆ω с – ширина спектра радиосигнала, ω н – щение имеет комплексно-сопряженные пары (КСП) полюсов. В этих случаях даже для относительно простых ИФ существенно частота его высокочастотного (ВЧ) заполнения, 2∆ω н – ширина увеличивается трудоемкость и громоздкость преобразований при полосы пропускания колебательной системы, ω р – резонансная переходе из пространства изображений в пространство оригина- частота ее. Для узкополосных сигналов и систем имеем малые па- лов по сравнению с нахождением решений для вещественных по- раметры µ и ε ( µ <<1, ε <<1). Для широкополосных и сверхши- люсов ИФ [2]. Между тем существующая тенденция предельного рокополосных систем эти параметры сравнимы с единицей. увеличения скорости переработки информации в радиосистемах Метод С.И. Евтянова, хотя и позволяет существенно упро- приводит к необходимости построения РЭУ, работающих в дина- стить нахождение достаточно точного решения для огибающей мическом режиме, когда преобразования сигнала, съем и обработ- сигнала на выходе радиосистемы, не обеспечивает достоверного ка информативного параметра его происходят не после окончания описания тонкой (фазовой) структуры выходного радиосигнала. переходных процессов (ППР) на выходе информативного канала, Имея в виду богатейшие возможности и преимущества фазовых а в течение этих процессов. В общем случае из-за неизбежного информационных радиосистем, работающих в динамическом ре- наличия ППР при возбуждении электронной системы импульсным жиме [7], отметим, что указанный недостаток метода ММО яв- сигналом форма его искажается. Данные искажения приводят к разрушению информативного параметра сигнала (к возникнове- ляется весьма существенным. нию соответствующих динамических ошибок работы системы). 3 4