2. Детерминированные сигналы и ЛИС-цепи

ВОПРОСЫ
для самоконтроля усвоения материала по ТЭС
1 часть (весенний семестр)
1. Общие сведения о системах электросвязи
1. В чём заключается разница между сигналом и сообщением? Примеры.
2. Можно ли непрерывное сообщение передавать при помощи дискретного
сигнала?
3. Можно ли дискретное сообщение передавать при помощи непрерывного
сигнала?
4. Могут ли сигналы быть случайными?
5. Могут ли сигналы быть неслучайными (детерминированными)?
6. В чём состоит разница между сигналом и помехой? Примеры.
7. Что такое объём сигнала?
8. Что такое ёмкость (объём) канала?
9. Чем отличается аналоговый сигнал от дискретного?
10. Чем отличается дискретный сигнал от цифрового?
11. Что такое первичный сигнал? Примеры.
12. Можно ли первичный сигнал использовать для непосредственной передачи
по линии связи? Примеры.
13. Что такое переносчик? Примеры.
14. Что такое модуляция? Примеры.
15. Параметры первичного сигнала или параметры несущего колебания
изменяются при модуляции?
16. Что такое демодуляция?
17. Что такое детектирование?
18. Что такое манипуляция?
19. Какие параметры гармонического колебания можно использовать для
модуляции?
20. Какие параметры последовательности импульсов можно использовать для
модуляции?
21. Какие параметры гармонического колебания можно использовать для
манипуляции?
22. Какая помеха называется аддитивной?
23. Какая помеха называется мультипликативной?
24. Что такое импульсная помеха? Примеры.
25. Что такое узкополосная помеха? Примеры.
26. Что такое флюктуационная помеха? Примеры.
27. Какие способы разделения каналов (уплотнения) применяются в настоящее
время?
28. Что такое кодирование?
29. Что такое декодирование?
30. Зачем применяют кодирование?
31. Какие коды называются равномерными? неравномерными? Примеры.
32. Что такое кодек?
33. Что такое модем?
34. Что такое достоверность передачи? Как она оценивается?
35. Что такое техническая скорость? В каких единицах она измеряется?
36. Зачем применяют многоканальную связь?
37. Что измеряют в бодах?
38. Что измеряют в децибелах?
39. Как перевести децибелы в «разы» по напряжению? Пример.
40. Как перевести децибелы в «разы» по току? Пример.
41. Как перевести децибелы в «разы» по мощности? Пример.
42. Как можно оценить громкость звука в децибелах? Пример.
43. Что такое динамический диапазон сигнала?
44. Что такое динамический диапазон канала? Чем он ограничен?
45. Что такое полоса пропускания канала?
46. Можно ли передать по каналу с заданной полосой пропускания сигнал с
более широкой полосой частот без потери информации? Если да, то как?
47. Можно ли передать по каналу с заданным динамическим диапазоном сигнал
с более широким динамическим диапазоном без потери информации? Если да,
то как?
48. Можно ли передать по каналу с заданным временем действия более
длительный сигнал без потери информации? Если да, то как?
49. Можно ли передать по каналу с заданной ёмкостью сигнал большего объёма
без потери информации? Если да, то как?
2. Детерминированные сигналы и ЛИС-цепи
50. Почему можно сигналы считать элементами линейного пространства
(векторами)?
51. Какие преимущества дает представление о сигналах, как элементах
векторного пространства?
52. Что такое линейная комбинация?
53. Что такое линейная оболочка?
54. В чём заключается условие линейной независимости векторов?
55. Что такое базис?
56. Как определить размерность линейной оболочки совокупности векторов?
57. Что такое норма?
58. Что такое метрика?
59. Что такое скалярное произведение?
60. Какие сигналы называются ортогональными?
61. Как определить угол между сигналами, как векторами гильбертова
пространства?
62. Какое пространство называют гильбертовым?
63. Что такое взаимный (сопряженный) базис и для чего он применяется?
64. В чем состоит смысл и назначение процедуры Грама–Шмидта?
65. В чем заключается преимущество ортонормального базиса?
66. Что такое обобщенный ряд Фурье?
67. В чем состоит практический смысл требования полноты базиса?
68. Что такое спектр сигнала?
69. Как определить погрешность представления сигнала усеченным
обобщенным рядом Фурье?
70. Что такое явление Гиббса и в чем его причина?
71. Формулировка и смысл равенства Парсеваля.
72. Формулировка и смысл обобщенной формулы Рэлея.
73. Неравенство Бесселя – формулировка и смысл.
74. Структура анализатора спектра относительно ортонормального базиса.
75. Структура синтезатора сигнала по его спектру относительно заданного
ортонормального базиса.
76. В каком пространстве полон базис, составленный из гармонических
функций с частотами, кратными данной частоте F  1/ T ?
77. В каких случаях используют непрерывные (интегральные) представления
сигналов?
78. Какое свойство ядра интегрального представления соответствует
ортонормальности счетного базиса?
79. Какое ядро соответствует представлению сигналов интегралом Фурье?
80. Какое ядро соответствует динамическому представлению сигналов?
81. Какое ядро соответствует преобразованию Гильберта?
82. Какой оператор называется линейным?
83. Формулировка принципа суперпозиции.
84. Запишите выражение, описывающее произвольный линейный оператор,
действующий в пространстве L2 (, ) .
85. Запишите выражение, описывающее линейный инвариантный к сдвигу
(стационарный) оператор, действующий в пространстве L2 (, ) .
86. Что такое импульсная характеристика ЛИС-цепи? Можно ли её в принципе
измерить? Как?
87. Что такое собственная функция оператора (цепи)?
88. Как связаны сигналы на входе и выходе линейной стационарной цепи?
89. Что такое комплексная частотная характеристика? Связана ли она с
импульсной характеристикой? Как?
90. Какие функции являются собственными для ЛИС-цепей?
91. В чем состоит преимущество базиса, составленного из собственных
функций, перед остальными базисами?
92. Формулировка и смысл интеграла Дюамеля.
93. Какие функции образуют базис комплексного ряда Фурье?
94. Какие функции образуют ортонормальный базис Фурье?
95. Какие сигналы можно представлять комплексным рядом Фурье?
96. Какие сигналы можно представлять тригонометрическим рядом Фурье?
97. Каким свойством обладают коэффициенты комплексного ряда Фурье
вещественного сигнала?
98. Можно ли восстановить сигнал, зная только модули коэффициентов
комплексного ряда Фурье?
99. Можно ли восстановить сигнал, зная только аргументы коэффициентов
комплексного ряда Фурье?
100. Каким свойством обладают коэффициенты комплексного ряда Фурье
вещественного четного сигнала?
101. Каким свойством обладают коэффициенты комплексного ряда Фурье
вещественного нечетного сигнала?
102. Изобразите спектральную диаграмму сигнала sin(2 f0 t ) .
103. Изобразите спектральную диаграмму сигнала cos(2 f0 t ) .
104. Изобразите спектральную диаграмму сигнала cos(2 f0t   / 2) для
комплексного и тригонометрического рядов Фурье.
105. Выражение прямого преобразования Фурье.
106. Выражение обратного преобразования Фурье.
107. Свойство линейности преобразования Фурье.
108. Свойства преобразования Фурье – теорема запаздывания (сдвига).
109. Свойства преобразования Фурье – теорема масштаба.
110. Свойства преобразования Фурье – теорема дифференцирования.
111. Свойства преобразования Фурье – теорема свертки.
112. Свойства преобразования Фурье – теорема о произведении.
113. Свойства преобразования Фурье – двойственность.
114. Свойства преобразования Фурье – теорема модуляции.
115. Свойства преобразования Фурье – спектральная плотность сигнала,
обращенного во времени.
116. Отличительное свойство спектральной плотности вещественного
сигнала.
117. Отличительное свойство спектральной плотности вещественного
четного сигнала.
118. Отличительное свойство спектральной плотности вещественного
нечетного сигнала.
119. Изобразите спектральную плотность сигнала exp( j 2 f0t ) .
120. Изобразите спектральную плотность сигнала cos(2 f0t ) .
121. Изобразите спектральную плотность сигнала sin(2 f0t ) .
122. Изобразите спектральную плотность сигнала  (t ) .
123. Изобразите спектральную плотность T -периодического сигнала.
124. Что такое автокорреляционная функция детерминированного сигнала?
Что она характеризует?
125. Изобразите АКФ прямоугольного видеоимпульса.
126. Изобразите АКФ прямоугольного радиоимпульса.
127. Свойства АКФ вещественного детерминированного сигнала.
128. Сигналы с какими АКФ применяются в системах связи для
синхронизации?
129. Что такое взаимно корреляционная функция детерминированных
сигналов? Что она характеризует?
130. Как связаны взаимно корреляционная функция и скалярное
произведение детерминированных сигналов?
131. Какой
сигнал
можно
без
потери
информации
заменить
последовательностью его отсчетов? С какой частотой должны быть взяты эти
отсчеты?
132. В каком пространстве обладает свойством полноты базис Котельникова?
133. Как технически можно восстановить аналоговый сигнал по
последовательности его отсчетов? (дать словесное описание процесса
восстановления).
134. Какова идеальная КЧХ интерполирующего фильтра для восстановления
аналогового сигнала по последовательности его отсчетов?
135. Какова идеальная ИХ интерполирующего фильтра для восстановления
аналогового сигнала по последовательности его отсчетов?
136. Что препятствует на практике точному восстановлению аналогового
сигнала по последовательности его отсчетов?
137. Почему нельзя практически реализовать идеальный интерполирующий
фильтр?
138. Как влияет на точность взятия отсчета неидеальность стробирования
аналогового сигнала в устройстве выборки-хранения?
139. Для чего частоту дискретизации на практике выбирают больше частоты
Найквиста (удвоенной верхней частоты спектра сигнала)?
140. Для чего перед дискретизацией аналоговый сигнал подвергают
противоподменной НЧ-фильтрации?
141. Что такое аналитический сигнал? Как связаны вещественный сигнал и
соответствующий ему аналитический сигнал?
142. Почему нельзя точно реализовать преобразователь Гильберта?
143. Чем отличается аналитический сигнал от его комплексной огибающей?
144. Какие колебания называют квадратурными компонентами?
145. Как связаны квадратурные компоненты с комплексной огибающей?
146. Какой сигнал считается узкополосным?
147. Какие
характерные
особенности
имеет
временной
график
(осциллограмма) узкополосного сигнала?
148. Можно ли, зная квадратурные компоненты узкополосного сигнала,
восстановить сигнал?
3. Случайные процессы
149. Какое из утверждений правильно: 1) случайная величина – это число; 2)
случайная величина – это функция? Почему?
150. Отличительные свойства функции распределения случайной величины.
151. Отличительные свойства плотности распределения вероятностей
случайной величины.
152. Связь функции распределения и плотности распределения вероятностей
(ПРВ) случайной величины.
153. Изобразите друг под другом ПРВ и функцию распределения гауссовой
случайной величины.
154. Изобразите друг под другом равномерную ПРВ случайной величины и её
функцию распределения.
155. Что такое моменты распределения случайной величины?
156. Чем различаются начальные и центральные моменты?
157. Что характеризует и как называется первый начальный момент
распределения?
158. Что характеризует и как называется второй начальный момент
распределения?
159. Что характеризует и как называется второй центральный момент
распределения?
160. Может ли дисперсия случайной величины равняться нулю?
161. Может ли математическое ожидание случайной величины равняться
нулю?
162. Всегда ли существует мода? Примеры.
163. Всегда ли существует медиана? Примеры.
164. Всегда ли существует математическое ожидание? Примеры.
165. Можно ли утверждать, что совместная ПРВ двух СВ равна произведению
их плотностей распределения вероятностей?
166. Что такое «усреднение по ансамблю»?
167. Что такое корреляционный момент?
168. Если корреляционный момент случайных величин считать скалярным
произведением, то как определить норму случайной величины? Как называется
квадрат этой нормы?
169. Что такое корреляция и как она связана с ковариацией?
170. Для каких случайных величин ковариация и корреляция совпадают?
171. Что является полным описанием случайного процесса?
172. Что получится, если N -мерную совместную плотность распределения
вероятностей случайного процесса проинтегрировать по ( N  1) переменным?
173. Какой процесс называется стационарным в узком смысле?
174. Какой процесс называется стационарным в широком смысле?
175. Утверждение: «если процесс стационарен в узком смысле, то он
стационарен и в широком смысле» верно? неверно? верно для некоторых
процессов (каких именно)? неверно для некоторых процессов (каких именно)?
176. Утверждение: «если процесс стационарен в широком смысле, то он
стационарен и в узком смысле» верно? неверно? верно для некоторых
процессов (каких именно)? неверно для некоторых процессов (каких именно)?
177. Утверждение: «если случайные величины независимы, то они и
некоррелированны» верно? неверно? верно для некоторых распределений
(каких именно)? неверно для некоторых распределений (каких именно)?
178. Утверждение: «если случайные величины некоррелированны, то они и
независимы» верно? неверно? верно для некоторых распределений (каких
именно)? неверно для некоторых распределений (каких именно)?
179. Какие процессы называются эргодическими?
180. Что такое усреднение по времени?
181. Достаточные условия эргодичности.
182. Чем модель эргодического процесса привлекательнее модели
стационарного неэргодического процесса?
183. Приведите схемы измерения характеристик эргодических случайных
процессов.
184. Как связаны АКФ и СПМ стационарного случайного процесса?
185. Что такое белый шум? Какова его АКФ? Какова его СПМ?
186. Почему и для чего используется модель белого шума? В чем её
преимущество?
187. Что такое окрашенный шум? Можно ли его превратить в белый? Если да,
то как?
188. Что такое шум, белый в полосе (квазибелый)? Какова его АКФ? Какова
его СПМ?
189. Как связана СПМ процесса на выходе ЛИС-цепи с СПМ процесса на
входе?
190. Что такое комплексный случайный процесс? Как связаны его
вещественная и мнимая части?
191. Какие ПРВ имеют огибающая и фаза гауссовского узкополосного
случайного процесса с нулевым математическим ожиданием? с ненулевым
математическим ожиданием?
192. В каких практических задачах и для чего используются ПРВ огибающей
и фазы гауссовского узкополосного случайного процесса?
4. Модуляция и демодуляция сигналов
193. Можно ли для модуляции использовать линейную цепь?
194. Можно ли для демодуляции использовать линейную цепь?
195. Почему нелинейные цепи могут использоваться для модуляции и
демодуляции?
196. Почему параметрические линейные цепи могут использоваться для
модуляции и демодуляции?
197. Что такое кратные частоты? комбинационные частоты?
198. Что такое угол отсечки? Как выбрать оптимальный угол отсечки?
199. Для чего используются двухтактные (балансные) схемы?
200. Изобразить спектральную и векторную диаграммы АМ колебания при
однотональной модуляции.
201. Что такое балансная модуляция и в чем её преимущество?
202. Что такое однополосная модуляция и в чем её преимущество?
203. В чём состоит принцип действия квадратичного детектора АМ
колебаний?
204. В чём состоит принцип преобразования частоты?
205. Что такое синхронный детектор? Принцип его действия.
206. Синхронный детектор – это устройство линейное? Нелинейное?
Стационарное? Нестационарное?
207. Как следует выбирать параметры нагрузки для диодного детектора?
208. Что такое угловая модуляция? Какие параметры переносчика
изменяются при угловой модуляции и как?
209. Изобразите спектральную и векторную диаграммы УМ колебания при
малом индексе.
210. Чем отличается спектр УМ-колебания при малом и большом индексе
модуляции?
211. При помощи каких схем можно реализовать угловую модуляцию?
212. Как выполнить демодуляцию УМ колебаний?
213. Для демодуляции каких сигналов можно использовать синхронный
детектор?
214. Что такое дискретная модуляция?
215. Какое колебание используется в качестве несущего при дискретной
модуляции?
216. Какие параметры переносчика и каким образом изменяются при
дискретной модуляции?
217. Что такое импульсная модуляция?
218. В каких случаях необходимо использовать импульсный переносчик?
219. Какие параметры импульсного переносчика можно использовать для
модуляции?
220. Как следует выбирать частоту следования импульсов переносчика для
импульсной модуляции?
221. Можно ли демодулировать АИМ сигнал при помощи ЛИС-цепи?
Почему?