ПРИНЦИП ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНАЛА ИЗ ШУМА

Методы выделения сигнала из шума основываются на том, что сигнал, несущий информацию, и шумы имеют разные статистические и спектральные характеристики.

Спектр сигнала обычно узкополосный и занимает некоторый интервал частот Df. Спектр гауссовского шума равномерен во всем диапазоне частот. Мощность шума в некотором частотном интервале Df. пропорциональна его величине. Поэтому, если сужать полосу пропускания усилителя или измерительного устройства, то при этом будет уменьшаться мощность шума на выходе и, следовательно, возрастать отношение сигнала к шуму. Ясно, что ширина полосы усилителя при этом все время должна быть больше, чем ширина спектра измеряемого сигнала, иначе возникнут искажения сигнала. Принцип этого метода иллюстрируется рис. 7.6. Но при сужении полосы пропускания измерительного устройства увеличивается время установления стационарного выходного напряжения сигнала. Следовательно, стратегия измерения малого сигнала основывается на увеличении времени измерения выходного сигнала. При этом разумеется, что время измерения должно быть не меньше длительности сигнала.

Время измерения связано с шириной полосы пропускания обратной зависимостью t_и~l/Df. Следовательно, P_min = SDf пропорционально Df, а произведение P_min на время измерения равно постоянной величине,

чем меньше сигнал, который необходимо зарегистрировать, тем больше должно быть время наблюдения.

Приведем теперь упрощенное количественное обсуждение. Обозначим средний квадрат флуктуационного напряжения на входном контуре приемника. Он равен

 

а средний квадрат амплитуды напряжения, создаваемый сигналом =Q²E², где Е — амплитуда ЭДС, наводимой в контуре сигналом.

Если принять, что минимальный различимый сигнал должен удовлетворять условию

 

и так как

 

то

 

или

 

где t=2L/R — постоянная времени контура. Сделав временную постоянную контура достаточно большой, можно увеличивать чувствительность приемника.

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В теории систем для описания распространения сигнала через информационные системами используется понятие импульсного отклика и связанного с ним понятия частотной характеристики. Знание хотя бы одного из этих параметров для всех элементов системы позволяет корректно решить задачу о преобразовании сигнала через данную систему, а при наличии регулиризующего фактора и обратную задачу – восстановление исходного сигнала по сигналу на выходе системы. Аппарат подобного подхода хорошо развит применительно к распространению временных сигналов в радиоэлектронных цепях. Однако для решения задачи о прохождении через информационные системы пространственных сигналов, содержащих информацию в функции пространственного распределения амплитуды и фазы, такой подход на настоящий момент не развит, хотя представляется весьма перспективным.

В настоящей работе сделана попытка применения теории линейных цепей к анализу распространения инфракрасного пучка через плоскую границу раздела двух сред, представляющую собой пространственный элемент преобразующей системы. С этой целью были произведены решения задач: о пространственно-частотной характеристики границы раздела двух сред, об импульсном отклике границы раздела двух сред и о трансформации диаграммы направленности излучателя с произвольным распределением поля в раскрыве при дифракции на плоской границе раздела изотропных сред в мало угловом приближении при скользящем и квазинормальном падении.