Варианты задания для этого раздела расчетов приведены в приложении Г. Во всех вариантах задания входной сигнал (электрическое напряжение) – теоретически бесконечные, периодические последовательности импульсов различной формы (с постоянной составляющей или без нее). В реальных условиях не бесконечные во времени, но достаточно длительные последовательности импульсов применяются в радиолокации, радиоуправлении, в измерительной технике. Анализ подобных последовательностей, заданных в виде графиков или таблиц, заключается в замене их аналитическим выражением, в виде некоторого алгебраического ряда с базисными функциями. В аналоговой радиотехнике наибольшее применение нашел гармонический ряд Фурье, в котором в качестве базисных функций используется постоянный сигнал и гармонические сигналы кратных частот. Разложение сигнала именно в такой ряд в радиотехнике и принято называть спектром периодического сигнала. Отдельные составляющие ряда (кроме постоянной составляющей) называются гармониками, а задача анализа спектра состоит в расчетах амплитуд и начальных фаз отдельных гармоник и амплитуды постоянной составляющей. Рисунки рассчитанных амплитуд и начальных фаз называются амплитудным и фазовым спектром.
Итак, в работе, касающейся анализа спектра входного сигнала, необходимо:
– задать, при необходимости, аналитическое выражение для сигнала, если импульсная последовательность задана графически, как показано, например, на рисунке 12. Временной интервал для этих целей выбирается равным периоду сигнала.
|
Аналитическое выражение можно получить различными методами, одним из наиболее простых является метод выбранных точек. Для данного примера, для временного интервала 
по координатам двух точек, составляется уравнение прямой 
, откуда получается аналитическое выражение 
;
– аналитическое выражение для периода (или части периода), заданное или полученное самостоятельно, применяется в формулах определения коэффициентов ряда Фурье;
– после определения коэффициентов ряда Фурье записывается приближенное аналитическое выражение для спектра сигнала, учитывающее первые
3–10 гармоник сигнала (с учетом допустимой погрешности расчетов);
– строятся графики амплитудного и фазового спектра.
В задании к курсовому проектированию в части, касающейся анализа спектра (приложение Г), приводятся следующие данные:
– 
– сопротивление источника сигнала, с которым должно быть согласовано входное сопротивление фильтра;
– 
– частота первой гармоники сигнала;
– 
– максимальные (по модулю) значения сигнала. В задании эти величины небольшие, чтобы в дальнейшем можно было проводить анализ усилителя в режиме малых сигналов (в линейном режиме).
В вариантах задания для описания импульсного сигнала применены единичные функции Хевисайда 
, которые показывают начало и окончание сигнала на периоде. В формулах расчета спектра они в дальнейшем не используются.
