Digitale Synthese schmalbandiger Rauschsignale mit numerisch gesteuerten Oszillatoren
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Jülich
1995
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| adam_text | Titel: Digitale Synthese schmalbandiger Rauschsignale mit numerisch gesteuerten Oszillatoren
Autor: Heinrichs, Günter
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen und Abkürzungen 3
1 Einleitung 7
2 Bandbegrenzte zeitdiskrete stochastische Signale
2.1 Rauschen 11
2.2 Beschreibung zeitdiskreter Signale 14
2.2.1 Das zeitdiskrete Signal 14
2.2.2 Quantisierung zeitdiskreter Signale 15
2.3 Der stationäre zeitdiskrete Bandpaßprozeß 19
2.4 Verfahren zur digitalen Synthese bandbegrenzter Rauschsignale 24
2.4.1 Einführung 24
2.4.2 Bandbreitenbegrenzung mit konventionellen digitalen Filtern 24
2.4.3 Realisierung mittels digitaler Quadraturamplitudenmodulation .... 28
2.4.4 Ein Syntheseverfahren auf der Basis der direkten digitalen Signal¬
synthese 29
3 Direkte digitale Signalsynthese mit numerisch gesteuerten Oszillatoren
3.1 Einführung 33
3.2 Prinzip des numerisch gesteuerten Oszillators 34
3.3 Auswirkung der Wortlängenreduktionen 36
3.3.1 Allgemeines 36
3.3.2 Quantisierung des Phasenwinkels 37
3.3.3 Quantisierung der Ausgangsamplitude 42
3.4 Modulation mit numerisch gesteuerten Oszillatoren 45
3.5 Problematik der Digital/Analog-Umsetzung 48
3.5.1 Einführung 48
3.5.2 Rekonstruktion des analogen Signales 49
3.5.3 Der reale Digital/Analog-Umsetzer 51
3.5.4 Einfluß des analogen Rekonstruktionsfilters 56
4 Synthese bandbegrenzter Rauschsignale mit numerisch gesteuerten
Oszillatoren
4.1 Einführung 61
4.2 Eine neuartige Schaltung mit zwei numerisch gesteuerten Oszillatoren ... 61
4.3 Das numerische Syntheseverfahren 67
4.3.1 Einführung 67
4.3.2 Beschreibung periodischer zeitdiskreter stochastischer Signale 68
4.3.3 Der numerische Synthesealgorithmus 72
4.4 Modellierung und Simulation des digitalen Rauschgenerators 82
4.4.1 Allgemeines 82
4.4.2 Untersuchungen zur Auslegung der digitalen Systemkomponenten . . 82
4.4.3 Simulationsergebnisse bei vorgegebenen Leistungsdichtespektren ... 90
5 Realisierung des digitalen Rauschgenerators
5.1 Konzept 99
5.2 Das Prozessorsystem 101
5.3 Modulatorbaugruppe und Digital/Analog-Umsetzer 102
5.4 Meßergebnisse mit dem realisierten Rauschgenerator 104
5.4.1 Spektrale Eigenschaften des unmodulierten Systems 104
5.4.2 Meßergebnisse bei vorgegebenen Leistungsdichtespektren 111
6 Statistische Untersuchungen mit dem digitalen Rauschgenerator
6.1 Einführung 117
6.2 Ausgewählte Begriffe zur Charakterisierung des Rauschsignales 117
6.2.1 Allgemeines 117
6.2.2 Mittelwert, Varianz und Autokorrelationsfunktion 118
6.2.3 Amplitudenverteilung 122
6.3 Charakteristische Eigenschaften des synthetisierten Rauschsignales 129
6.3.1 Einfluß des Normierungsfaktors auf die statistischen Kenngrößen . . 129
6.3.2 Einfluß der numerisch gesteuerten Oszillatoren auf die statistischen
Kenngrößen 136
6.4 Meßergebnisse beim Einsatz am Protonenbeschleuniger COSY 145
7 Zusammenfassung 149
Literaturverzeichnis 151
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