Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 635051)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Статистическая радиофизика (220,00 руб.)

0   0
Первый авторТрифонов Андрей Павлович
АвторыМаршаков Владимир Кириллович, Корчагин Юрий Эдуардович, Зимовец Константин Анатольевич
ИздательствоИздательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета
Страниц94
ID225957
АннотацияПрактикум подготовлен на кафедре радиофизики физического факультета Воронежского государственного университета
Кому рекомендованоРекомендуется для студентов 4 курса очной формы обучения 5 курса очно-заочной формы обучения.
Трифонов, А. П. Статистическая радиофизика / В. К. Маршаков, Ю. Э. Корчагин, К. А. Зимовец; А. П. Трифонов .— Воронеж : Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2011 .— 94 с. — 93 с. — URL: https://rucont.ru/efd/225957 (дата обращения: 05.05.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Лабораторная работа № 2 Исследование статистических характеристик выбросов случайных процессов . <...> Лабораторная работа № 3 Воздействие сигнала и шума на линейные системы <...> Лабораторная работа № 4 Взаимная корреляция шумов на выходах фильтров с перекрывающимися частотными характеристиками . <...> Лабораторная работа № 5 Экспериментальное исследование корреляционного приёмника . <...> ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ Цель работы: ознакомление с методикой измерения одномерных законов распределения по реализациям эргодических случайных процессов. <...> Для эргодических случайных процессов статистическое усреднение (1.2) 4 <...> x Выражения (1.8) и (1.9) определяют алгоритмы оценок одномерных функций распределения и плотности вероятности эргодического случайного процесса ξ(t), когда гистограмма W1∗ (x) строится по данным эмпирической функции распределения F1∗ (x). <...> При этом их параметры, как правило, определяются через математическое ожидание и дисперсию случайного процесса. <...> Поэтому рассмотрим один из возможных способов расчёта математического ожидания и дисперсии процесса по его гистограмме. <...> Используя данные гистограммы W1∗ (x) можно получить оценки для математического ожидания и дисперсии случайного процесса либо вычислив соответствующие интегралы <...> Плотность вероятности и функция распределения такого сигнала имеют вид <...> Пилообразное периодическое напряжение r(t) = r(A, ε, t) с постоянной амплитудой A и случайным, равновероятно распределённым параметром сдвига ε. <...> Плотность вероятности и функция распределения такого сигнала имеют вид <...> Аддитивная смесь n(t) + s(t) гауссовского шума n(t) (1.12) с нулевым математическим ожиданием mn = 0 и гармонического сигнала s(t) со случайной начальной фазой (1.13). <...> Плотность вероятности такого сигнала имеет вид [1] Wn+s (x) = 1 <...> Аддитивная смесь n(t) + r(t) гауссовского шума n(t) (1.12) с нулевым математическим ожиданием mn = 0 и пилообразного напряжения со случайным параметром сдвига (1.14). <...> Плотность <...>
Статистическая_радиофизика.pdf
Стр.1
Стр.3
Стр.6
Стр.7
Стр.8
Статистическая_радиофизика.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» СТАТИСТИЧЕСКАЯ РАДИОФИЗИКА Лабораторный практикум Составители: А.П. Трифонов, В.К. Маршаков, Ю.Э. Корчагин, К.А. Зимовец Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2011
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ 1. Лабораторная работа №1 Исследование законов распределений случайных сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2. Лабораторная работа №2 Исследование статистических характеристик выбросов случайных процессов . . . . . . . . . . . . . 20 3. Лабораторная работа №3 Воздействие сигнала и шума на линейные системы 33 4. Лабораторная работа №4 Взаимная корреляция шумов на выходах фильтров с перекрывающимися частотными характеристиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5. Лабораторная работа №5 Экспериментальное исследование корреляционного приёмника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3
Стр.3
годического процесса ξ(t). Эти оценки обычно называют эмпирической функцией распределения и гистограммой процесса ξ(t) соответственно. Как следует из формулы (1.4), для формирования оценки F∗ необходимо иметь оценки всех вероятностей P∗ ∆(xj), j = 1, 2, 3, ..., на основе которых строится и гистограмма (1.5). Поэтому считается, что оценка F∗ мы случайного процесса ξ(t). В то же время, в некоторых случаях удобнее сначала произвести оценку функции распределения, и уже по ней строить гистограмму. Для получения алгоритмов таких оценок F∗ 1 (x) (1.4) формируется на основе гистограм1 (x) и W∗ 1 (x) заметим, что F1(x) = P(x), W1(x) = F1(x+∆x)−F1(x) ∆x = P(x+∆x)−P(x) ∆x , (1.6) где P(x) = P{ξ(t) ≤ x} — вероятность того, что значение случайного процесса ξ(t) в момент времени t не превосходит порог x. В (1.6) так же как и в(1.1) предполагается, что величина ∆x мала. Введём вспомогательную случайную функцию γj(t) = 1, ξ(t) < xj, 0, ξ(t) ≥ xj, j = 1, 2, 3, ... Рис. 1.2 иллюстрирует формирование реализаций zj(t) случайных функций γj(t) из реализации x(t) случайного процесса ξ(t). Тогда P(xj) = γj(t) — статистическое среднее случайных функций γj(t). Используя эргодическое свойство случайного процесса ξ(t) имеем P∗(xj) = 1 T0j t0j+T0j  t0j где zj(t)—реализации случайных процессов γj(t), временное усреднение которых начинается в момент времени t0j и заканчивается в t0j +T0j. Используя оценки (1.7), из (1.6) получаем F∗ 1 (x) ≈ P∗(xj) x ∈ [xj,xj+1), j = 1, 2, 3, ... 6 (1.8) zj(t) dt, (1.7) 1 (x)
Стр.6
õ(t) xj t z (t)j 1 t Рис. 1.2 W∗ 1 (x) ≈ P∗(xj+1)−P∗(xj) ∆x , x ∈ [xj,xj+1), j = 1, 2, 3, ... (1.9) Выражения (1.8) и (1.9) определяют алгоритмы оценок одномерных функций распределения и плотности вероятности эргодического случайного процесса ξ(t), когда гистограмма W∗ ся по данным эмпирической функции распределения F∗ Согласно (1.4), (1.5) и (1.8), (1.9), для получения F∗ 1 (x) иW∗ необходимо: • знать диапазон возможных значений случайного процесса ξ(t); • задать ширину дифференциальных коридоров ∆x или их число n; • измерить по реализации случайного процесса ξ(t) величины P∗ ∆(xj) или P∗(xj), j = 1,n. Если интервал возможных значений процесса ξ(t) неизвестен либо бесконечен, как, например, для гауссовского случайного процесса, то его оценкой может служить интервал [xmin,xmax], в пределах которого сосредоточено основное множество (в вероятностном 7 1 (x) 1 (x) строит1 (x).
Стр.7
смысле) мгновенных значений процесса ξ(t). При этом xmin и xmax выбираются так, чтобы, например, выполнялись условия F∗ 1 (xmin) = P∗(xmin) ≤ β, 1−F∗ 1 (xmax) = 1−P∗(xmax) ≤ β, (1.10) где β — заранее выбранное число, такое что 0 < β  1, а P∗(x) — оценка вероятности P{ξ(t) < x}, формируемая в соответствии с (1.7). Если исходить из выражений (1.1) и (1.6), то ширину дифференциальных коридоров ∆x следует задавать как можно меньшей. Действительно, точность формул (1.1) и (1.6) повышается с ростом числа дифференциальных коридоров n, и тем больше, казалось бы, должно быть соответствие между гистограммой и истинной кривойW(x). Однако это не происходит в силу того, что с уменьшением ∆x уменьшается относительное время пребывания реализации случайного процесса внутри дифференциального коридора. При фиксированном времени анализа T0j это приводит к большему разбросу значений P∗ (1.7) от опыта к опыту. Анализ точности оценок F∗ ∆(xj) (1.3) и P∗(xj+1) − P∗(xj) 1 (x) и W∗ 1 (x) показывает, что ширину дифференциальных коридоров следует выбирать так, чтобы их число n на интервале [xmin,xmax] было порядка 10÷20. Построенный на основании соотношений (1.4), (1.5) или (1.8), (1.9) эмпирический одномерный закон распределения случайного процесса ξ(t) необходимо сопоставить с каким-либо теоретическим законом распределения. Чтобы количественно оценить, насколько хорошо выбранный теоретический закон распределения согласуется с результатами наблюдений, используют критерии согласия. Однако, на практике, довольно часто ограничиваются лишь качественным сопоставлением выбранного теоретического закона с полученным эмпирическим законом распределения. С этой целью по результатам наблюдений оценивают параметры теоретического закона распределения. Затем по теоретическим формулам, где вместо параметров используют их оценки, рассчитывают графики функций распределения и плотности вероятности. Эти графики сопоставляют с эмпирической функци8
Стр.8