Спектр видеосигнала

3.1.2 Спектр видеосигнала

Спектральную плотность видеосигнала находим с помощью прямого преобразования Фурье математической модели видеосигнала (3.2):

, (3.3)

где L – оператор Фурье;

F(jw) – спектральная плотность видеосигнала, В;

 - циклическая частота, ;

j – мнимая единица.

Имеем:

, (3.4)

Используя подстановку , где f – частота Гц, преобразуем выражение (3.4) и перейдем к частоте в герцах.

(3.5)

Данные положения иллюстрируются графиком спектральной плотности видеосигнала рисунок 3.2.

Рисунок 3.2 - Спектральная плотность видеосигнала

 

3.2 Периодическая последовательность видеосигналов

3.2.1 Математическая модель периодической последовательности видеосигналов

Математическую модель периодической последовательности видеосигналов f_T(t) можно представить в следующем виде:

, (3.6)

где

n – переменная суммирования, целое число.

Графическое изображение периодической последовательности видеоимпульсов приведено на рисунок 3.3.

Рисунок 3.3 - Периодическая последовательность видеосигналов.

3.2.2 Спектр периодической последовательности видеосигналов

Периодический сигнал может быть представлен рядом Фурье:

, (3.7)

где X[n] – коэффициенты ряда Фурье.

(3.8)

Согласно выражениям (3.8) и (3.9) периодический сигнал состоит из суммы бесконечного числа гармонических колебаний кратных частот (гармоник), вклад которых в общую сумму определяется весовыми коэффициентами X[n]. Таким образом, являясь амплитудами дискретных частотных компонентов (гармоник) составляющих данный сигнал, коэффициенты X[n] образуют дискретный спектр периодического сигнала рисунок 3.4. «Востановленный» с помощью ряда Фурье сигнал, при суммировании десяти первых гармоник, приведен на рис 3.5.

Рисунок 3.4 - Спектр периодического сигнала.

Рисунок 3.5 - Сигнал представленный рядом Фурье, первая и вторая гармоники (пунктирные линии).

3.3 Радиосигнал

 

3.3.1 Математическая модель радиосигнала

Радиосигнал с огибающей в форме видеосигнала находим из соотношения:

,  (3.9)

где

 - математическая модель радиосигнала, В;

f₀ - частота несущего высокочастотного колебания, Гц;

 - начальная фаза колебания, рад.

Найдем частоту несущего высокочастотного колебания f_0, которая совпадает с резонансной частотой колебательного звена:

(3.10)

где

- индуктивность колебательного звена, Гн,

 - значение емкости колебательного звена, Ф.

Подставляя численное значение частоты несущего высокочастотного колебания (f₀=918,9 кГц), в (3.9) построим график радиосигнала рисунок 3.6.

Рисунок 3.6 - Радиосигнал

3.3.2 Спектр радиосигнала

Для отыскания спектральной плотности радиосигнала воспользуемся соотношением:

, (3.11)

где

 - спектральная плотность видеосигнала (3.5) на соответствующих частотах, В;

Таким образом, подставляя в выражение (3.11) аналитическое выражение для спектральной плотности видеосигнала (3.5) , и принимаем .

Графическое изображение спектральной плотности радиосигнала приведено на рисунок 3.7. Как видно, при достаточно большом значении частоты несущего высокочастотного колебания, спектральная плотность радиосигнала представляет собой две симметричные копии спектра видеосигнала с половинной амплитудой перенесенные на частоту несущего колебания.

Рисунок 3.7 - Спектральная плотность радиосигнала