Основы обработки цифровых сигналов в радиофизических приложениях
- ISBN
- 978-5-9729-2518-6
- Кол-во страниц
- 164
- Формат
- 148х210
- Переплет
- Твердый
- Год
- 2025
- Вес
- 0,311
Библиографическая запись:
Кондратович, П. А.
К64 Основы обработки цифровых сигналов в радиофизических приложениях : учебное пособие / П. А. Кондратович. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 164 с. : ил.
ISBN 978-5-9729-2518-6
Рассматриваются фундаментальные теоретические и практические сведения, необходимые для овладения навыками спектрального анализа цифровых сигналов, понимания эффектов периодической дискретизации, квантования сигналов по уровню, особенностей архитектур аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, их показателей качества, усвоения принципов цифровой фильтрации, основ квадратурной обработки радиосигналов. Для студентов направлений 03.04.03 «Радиофизика» (бакалавриат), 03.04.03 «Радиофизика» (магистратура).
Предисловие 5
Основные понятия и определения 7
1. ДИСКРЕТИЗАЦИЯ 10
1.1. Неоднозначность представления сигнала в частотной области 10
1.2. Дискретизация низкочастотных сигналов 12
1.3. Дискретизация полосовых сигналов 15
2. КВАНТОВАНИЕ 18
2.1. Двоичные форматы с фиксированной запятой 18
2.2. Шум квантования 20
2.3. Переполнение данных 24
2.4. Двоичные форматы с плавающей запятой 27
3. ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ 29
3.1. Симметрия ДПФ 30
3.2. Линейность ДПФ 31
3.3. Модули ДПФ 31
3.4. Частотная ось ДПФ 32
3.5. Теорема о сдвиге 32
3.6. Теорема о свертке 32
3.7. Утечка ДПФ 36
3.8. Окна 42
3.9. Гребешковые искажения ДПФ 45
3.10. Разрешающая способность ДПФ 45
3.11. Дискретно-временное преобразование Фурье 47
3.12. Коэффициент улучшения ДПФ 47
3.13. Интерпретация ДПФ 48
4. АНАЛОГОВО-ЦИФРОВЫЕ И ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 51
4.1. Идеальные преобразователи данных 51
4.2. Операция сэмплирования 52
4.3. Операция восстановления сигнала 58
4.4. Операция квантования. 61
4.5. Cубдискретизация и передискретизация 66
4.6. Децимация и интерполяция 68
5. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА АЦП И ЦАП 73
5.1. Разрешение и частота дискретизации 74
5.2. Отношение сигнал/шум-и-искажения (SNDR или SINAD) 75
5.3. Динамический диапазон без паразитных составляющих (SFDR) 77
5.4. Полное гармоническое искажение (THD) 81
5.5. Интермодуляционные искажения (IMD) 81
5.6. Дифференциальная и интегральная нелинейность (DNL и INL) 83
5.7. Ошибки смещения и усиления (GE, OE) 89
5.8. Коэффициент битовых ошибок (BER) 89
5.9. Джиттер 90
6. АРХИТЕКТУРЫ АЦП И ЦАП 93
6.1. АЦП прямого преобразования (Flash ADC) 94
6.2. АЦП прямого преобразования с интерполяцией 95
6.3. Многоступенчатый АЦП (Multi-step ADC) 96
6.4. Конвейерный АЦП (Pipelined ADC) 96
6.5. АЦП последовательного приближения (SAR ADC) 98
6.6. АЦП с временным чередованием (Time-interleaved ADC) 100
6.7. Сигма-дельта АЦП (Sigma-delta ADC) 102
6.8. Резистивные ЦАП 105
6.9. Емкостные ЦАП 107
6.10. Токовые ЦАП 110
7. ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ 113
7.1. Преобразование Лапласа 113
7.2. Z-преобразование 118
7.3. Разностное уравнение дискретного фильтра 123
7.4. Влияние квантования коэффициентов фильтра 124
7.5. Формы реализации рекурсивных фильтров 128
8. ТЕОРИЯ СИГНАЛОВ 131
8.1. Универсальный квадратурный модулятор 131
8.2. Выделение комплексной огибающей полосового радиосигнала 133
8.3. Аналитический сигнал 135
8.4. Однополосная амплитудная модуляция (SSB). 139
8.5. Частотно-манипулированные сигналы (FSK) 142
8.6. Сигналы с минимальной частотной манипуляцией (MSK) 146
8.7. MSK сигналы с гауссовой огибающей (GMSK) 147
8.8. Сигналы с двоичной фазовой манипуляцией (BPSK) 149
8.9. Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK) 151
8.10. Межсимвольная интерференция и формирующие фильтры Найквиста 153
8.11. Формирование спектра QPSK сигнала с помощью фильтров Найквиста 155
8.12. Сигнальное созвездие 158
Библиографический список 161
