A chirp - это сигнал , в котором частота увеличивается (up-chirp) или уменьшается ( вниз-чириканье) со временем. В некоторых источниках термин "щебетание" используется взаимозаменяемо с сигналом развертки . Он обычно применяется в системах сонар, радар и лазер, а также в других приложениях, например, в связи с расширенным спектром.
При использовании расширенного спектра устройства на поверхностных акустических волнах (SAW) часто используются для генерации и демодуляции ЛЧМ-сигналов. В оптике, ультракороткие лазерные импульсы также демонстрируют чирп, который в системах оптической передачи взаимодействует с дисперсионными свойствами материалов, увеличение или уменьшение общей дисперсии импульса по мере распространения сигнала. Название - отсылка к щебетанию птиц; см. пение птиц.
Если форма сигнала определяется как:
тогда мгновенная угловая частота, ω, определяется как фазовая скорость, заданная первой производной фазы, при этом мгновенная обычная частота, f, является ее нормализованной версией:
Наконец, мгновенная угловая чирпичность, γ, определяется как вторая производная мгновенной фазы или первая производная мгновенной угловой частоты с h мгновенная обычная чирпичность, c, являющаяся его нормализованной версией:
Таким образом, жизнерадостность - это скорость изменения мгновенной частоты.
В ЛЧМ с линейной частотой или просто ЛЧМ мгновенная частота изменяется точно линейно со временем:
где - начальная частота (в момент времени ), а - это подвижность, предполагаемая константа:
где - конечная частота; - время, необходимое для перехода от к .
Соответствующая функция во временной области для фазы любого колебательного сигнала является интегралом функции частоты, так как ожидается, что фаза будет расти как , т. Е. Что производная фазы является угловой частотой .
Для линейного чирпа это приводит к:
где - начальная фаза (в момент времени ). Таким образом, это также называется квадратично-фазовым сигналом .
. Соответствующей функцией во временной области для синусоидального линейного чирпа является синус фазы в радианах:
В геометрическом щебете, также называемом экспоненциальным щебетом, частота сигнала изменяется в зависимости от геометрической зависимости во времени. Другими словами, если выбраны две точки в форме сигнала, и , а временной интервал между ними остается постоянным, соотношение частот также будет постоянным.
При экспоненциальном щебетании частота сигнала изменяется экспоненциально как функция времени:
где - начальная частота (при ), а - скорость экспоненциального изменения частоты. В отличие от линейного чирпа, который имеет постоянную чирпизацию, экспоненциальный чирп имеет экспоненциально увеличивающуюся частоту.
Соответствующая функция во временной области для фазы экспоненциального чирпа - это интеграл от частоты:
где - это начальная фаза (при ).
Соответствующей функцией во временной области для синусоидального экспоненциального чирпа является синус фазы в радианах:
Как и в случае с линейным чирпом, мгновенная частота экспоненциального чирпа состоит из основной частоты с дополнительными гармониками.
ЛЧМ-сигнал может генерироваться с помощью аналоговая схема через генератор, управляемый напряжением (VCO), и линейно или экспоненциально нарастающее напряжение напряжения. Он также может быть сгенерирован в цифровом виде с помощью процессора цифровых сигналов (DSP) и цифроаналогового преобразователя (DAC) с использованием прямого цифрового синтезатора (DDS) и изменением шага в генераторе с числовым программным управлением. Он также может быть сгенерирован YIG-генератором.
ЛЧМ-сигнал имеет то же самое спектральный состав с импульсным сигналом . Однако, в отличие от импульсного сигнала, спектральные компоненты ЛЧМ-сигнала имеют разные фазы, то есть их спектры мощности схожи, но фазовые спектры различны. Дисперсия среды распространения сигнала может привести к непреднамеренному преобразованию импульсных сигналов в щебетание. С другой стороны, во многих практических приложениях, таких как усилители ЛЧМ-импульсов или системы эхолокации, используются ЛЧМ-сигналы вместо импульсов из-за их изначально более низкого отношения пиковой мощности к средней (PAPR).
Чирп-модуляция, или линейная частотная модуляция для цифровой связи, была запатентована Сидни Дарлингтоном в 1954 году, причем значительно позже. работа, выполненная Винклером в 1962 году. В этом типе модуляции используются синусоидальные сигналы, мгновенная частота которых увеличивается или уменьшается линейно со временем. Эти формы сигналов обычно называют линейными щебетанием или просто щебетанием.
Следовательно, скорость, с которой изменяется их частота, называется частотой щебетания. При двоичной модуляции ЛЧМ-сигнала двоичные данные передаются путем преобразования битов в ЛЧМ-модуляцию противоположных скоростей. Например, в течение одного битового периода «1» назначается щебетание с положительной скоростью a, а «0» - щебетание с отрицательной скоростью -a. ЛЧМ-сигналы широко используются в приложениях радаров, и в результате доступны расширенные источники для передачи и согласованные фильтры для приема линейных ЛЧМ-сигналов.
(a) При обработке изображений прямая периодичность возникает редко, но скорее встречается периодичность в перспективе. (b) Повторяющиеся структуры, такие как чередующееся темное пространство внутри окон и светлое пространство белого бетона, «чириканье» (увеличение частоты) вправо. (c) Таким образом, наиболее подходящий щебет для обработки изображений часто является проективным щебетанием.Другим видом щебета является проективный щебет, имеющий форму:
с тремя параметрами a ( шкала), b (перевод) и c (веселость). Проективное щебетание идеально подходит для обработки изображений и формирует основу для проективного преобразования щебета.
Изменение частоты кода Морзе от желаемой частоты из-за плохой стабильности в генераторе RF , известен как chirp, а в системе RST имеет добавленную букву 'C '.
На Викискладе есть материалы, связанные с Chirp. |
Найдите chirp в Wiktionary, бесплатном словаре. |