Выбор частоты дискретизации широкополосного аналогового цифрового сигнала, расчёт период дискретизации. Определение зависимости защищенности сигнала от уровня гармоничного колебания амплитуды. Операции неравномерного квантования и кодирования сигнала.
Частоту дискретизации широкополосного сигнала выбирают по теореме Котельникова: Учитывая полосу расфильтровки , получаем: Выбрать частоту дискретизации узкополосного аналогового сигнала, рассмотрев два варианта: с переносом спектра аналогового сигнала вниз по частоте и без переноса. Защищенность квантования: Найдем минимальное число разрядов: Построим зависимость от амплитуды входного сигнала и от : Рис.4 - зависимости уровня сигнала от амплитуды и от уровня сигнала Определить абсолютные и относительные величины ошибок квантования этих отсчетов и изобразить полученные в результате кодовые слова в виде последовательности токовых и бестоковых посылок в коде БВН. В этой структуре P - старший разряд указывает полярность сигнала ("1" - положительная, "0" - отрицательная), XYZ - код номера сегмента, а ABCD - код номера шага внутри сегмента. Среднее время восстановления циклового синхронизма с одной критической точкой: Среднее время восстановления циклового синхронизма с семью критическими точками: Найдем выигрыш во времени восстановления синхронизма: Выигрыш во времени восстановления синхронизма для случая независимой параллельной работы блока поиска синхросигнала и блока накопления по выходу из синхронизма составляет 123.973 (мс).Управляющее устройство (УУ) является электротехническим устройством, предназначено для управления преобразовательным, электродвигательным и передаточным устройствами. Управляющее устройство, как правило, содержит информационную часть, получающую информацию от задатчиков (сигнал задания) и датчиков обратной связи (сигнал о состоянии привода) и в соответствии с заданными алгоритмами вырабатывает сигналы управления.
План
Содержание
Введение
Задание №1
Задание №2
Задание №3
Задание №4
Задание №5
Задание №6
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Для современного промышленного производства характерно широкое внедрение автоматизированного электропривода - основы механизации и комплексной автоматизации технологических процессов. Совершенствование систем автоматизированного электропривода с использованием новейших достижений науки и техники является одним из непременных условий при решении задач всемерного повышения эффективности общественного производства, ускорения роста производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции.
Современный электропривод определяет собой уровень силовой электровооруженности труда и благодаря своим преимуществам по сравнению со всеми другими видами приводов является основным и главным средством автоматизации рабочих машин и производственных процессов.
Электропривод определяется как электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением [1].
Она содержит преобразовательное устройство (ПРУ), определяемое как электротехническое устройство, преобразующее род тока, напряжение, частоту и изменяющее показатели качества электрической энергии, предназначенное для создания управляющего воздействия на электродвигательное устройство.
Задание №1
Сигнал 1 35 775
Сигнал 2 63 80
Таб.1 - таблица с исходными данными для задания №1
Выбрать частоту дискретизации широкополосного аналогового цифрового сигнала, рассчитать период дискретизации.
Выбрать частоту дискретизации узкополосного аналогового сигнала, рассмотрев два варианта: с переносом спектра аналогового сигнала вниз по частоте и без переноса. Для варианта с переносом указать значения несущей.
Можно использовать частоту дискретизации меньше, чем Определим частоту дискретизации методом переноса исходного спектра в область нижних частот.
Таб.3 - таблица с исходными данными для задания №2.
Определить минимальное количество разрядов в кодовом слове, при котором обеспечивается заданная защищенность гармонического колебания с амплитудой от шумов квантования при равномерном квантовании. Построить зависимость защищенности от уровня гармонического колебания при изменении его амплитуды от до напряжения ограничения
Защищенность квантования:
Найдем минимальное число разрядов:
Построим зависимость от амплитуды входного сигнала и от :
Рис.4 - зависимости уровня сигнала от амплитуды и от уровня сигнала
Привести для наглядности характеристику помехозащищенности и характеристику компандирования для А87.6/13
Рис.5 - Характеристика защищенности от шумов квантования для характеристики А87.6/13.
Рис.6 - амплитудная характеристика неравномерного квантующего устройства
Задание №3
Тип кодера
1.15 0.05 -0.8 А-87,6/13
Таб.4 - исходные данные для задания №3
Для двух отсчетов аналогового сигнала с амплитудами U1 и U2 выполнить операции неравномерного квантования и кодирования, осуществляемые в нелинейном кодере с сегментированной характеристикой компрессии А-типа. Определить абсолютные и относительные величины ошибок квантования этих отсчетов и изобразить полученные в результате кодовые слова в виде последовательности токовых и бестоковых посылок в коде БВН.
Рис.7 - структурная схема кодера с нелинейным квантователем
Номер сегмента Код номера сегмента Размер шага квантования Нижняя граница сегмента Верхняя граница сегмента
0 000 0 16
1 001 16 32
2 010 2 32 64
3 011 4 64 128
4 100 8 128 256
5 101 16 256 512
6 110 32 512 1024
7 111 64 1024 2048
Таб.5 - параметры амплитудной характеристики квантующего устройства А87,6/13.
Рис.8 - структурная схема декодера кодека с нелинейным квантованием
В соответствии с таб.3 8-и разрядное кодовое слово мгновенного значения сигнала имеет структуру PXYZABCD. В этой структуре P - старший разряд указывает полярность сигнала ("1" - положительная, "0" - отрицательная), XYZ - код номера сегмента, а ABCD - код номера шага внутри сегмента.
Найдем минимальный размер шага:
Согласно заданным значениям, при неравномерном квантовании получим два кодовых слова:
На вход кодера поступает сигнал величиной 89 0. В первом разряде будет сформирован "1": Р=1 (сигнал имеет положительную величину). В течение следующих трех тактов формируются разряды кода номера сегмента (XYZ) по алгоритму, изображенному на рис.9.
Рис.9 - алгоритм кодирования номера сегмента
Код сегмента - 011 (3й сегмент): шаг квантования -
Далее осуществляем кодирование номера шага внутри сегмента методом взвешивания.
№ Сегмента Код сегм. Эталоны, в Шаг квантования, Корректирующий сигнал, Основной Дополнительные
0 000 0 8 4 2 1 1 ?
1 001 16 8 4 2 1 1 ?
2 010 32 16 8 4 2 2 1
3 011 64 32 16 8 4 4 2
4 100 128 64 32 16 8 8 4
5 101 256 128 64 32 16 16 8
6 110 512 256 128 64 32 32 16
7 111 1024 512 256 128 64 64 32
Таб.6 - таблица основных и дополнительных эталонов, шагов квантования.
Полученная кодовая комбинация: 10110110
При декодировании будет восстановлено следующее значение:
Рис.10 - линейный кодер взвешивающего типа двухполярного сигнала
Рис.11 - линейный декодер взвешивающего типа для двухполярного сигнала
Рассчитаем величину шума квантования: Абсолютная ошибка декодирования в данном случае равна величине шума квантования.
Относительная ошибка декодирования:
На вход кодера поступает сигнал величиной -1425 0. В первом разряде будет сформирован "0": Р=0 (сигнал имеет отрицательную величину). В течение следующих трех тактов формируются разряды кода номера сегмента (XYZ) по алгоритму, изображенному на рис.9.
Код сегмента - 111 (7й сегмент): шаг квантования - Далее осуществляем кодирование номера шага внутри сегмента методом взвешивания.
Полученная кодовая комбинация: 01110110
При декодировании будет восстановлено следующее значение: Рассчитаем величину шума квантования: Абсолютная ошибка декодирования в данном случае равна величине шума квантования.
Относительная ошибка декодирования:
Рис.12 - полученные кодовые комбинации в коде БВН
Задание №4
Количество символов в синхрогруппе, Количество критических точек, Емкость накопителя по выходу из синхронизма, Емкость накопителя по входу в синхронизм, Вероятность ошибки в линейном тракте, 7 1,7 4 3
Таб.7 - таблица с исходными данными для задания №4
Рассчитать среднее время удержания и среднее время восстановления циклового синхронизма, если в системе применен неадаптивный приемник со скользящим поиском циклового синхросигнала. При выполнении задания считать, что система используется в первичной ЦТС с циклами передачи РСМ31.
Рис.15 - алгоритм поиска состояния синхронизма приемником со скользящим поиском
Возникновению ложной синхронизации будет соответствовать следующая вероятность:
Обычно поэтому выражение принимает вид:
Вероятность обнаружения выхода из синхросигнала:
Для обнаружения синхронизма необходимо провести ? опробований,
Найдем минимальное время выхода из синхронизма:
Найдем суммарное время поиска синхросигнала.
Найдем среднее время удерживания циклового синхронизма.
- среднее время поиска синхросигнала в зоне случайного сигнала состоящего из позиций ( )
- среднее время поиска синхросигнала, в зоне синхросигнала (хотя бы одной позиции), число таких позиций равно: Структура синхросигнала определяется его критическими точками.
Понятие критических точек - кодовая группа, длиной b символов, имеет критические точки после тех первых i символов, которые оказываются идентичными последним j-символом.
Наименьшее число критических точек, одна: bk=1 (01111…1)-на последнем символе. Максимальное число критических точек, dц.с. : bk=7 (1111…1)-на последнем символе.
Время поиска синхросигнала в зоне случайного сигнала: Для bk=1 (одна критическая точка)
Время поиска в зоне самого синхросигнала:
Общее время поиска синхронизма: Для bk=1 (одна критическая точка)
Для bk=7 (7 критических точек)
Найдем среднее время заполнения накопителя по выходу ( ) и входу ( ) синхронизм:
Определить выигрыш во времени восстановления синхронизма для случая независимой параллельной работы блока поиска синхросигнала и блока накопления по выходу из синхронизма.
Среднее время восстановления циклового синхронизма с одной критической точкой:
Среднее время восстановления циклового синхронизма с семью критическими точками:
Найдем выигрыш во времени восстановления синхронизма:
Выигрыш во времени восстановления синхронизма для случая независимой параллельной работы блока поиска синхросигнала и блока накопления по выходу из синхронизма составляет 123.973 (мс). Такой приемник называется адаптивным, он эффективен при высоком коэффициенте ошибок.
Задание №5
1 1 0 0
0 0 0 0
0 0 0 1
1 0 1 1
0 1 0 1
0 1 0 0
Таб.8 - таблица с исходными данными для задания №5
Построить первые 20 или более позиций последней строки цикла (последнего субцикла) ЦТС ИКМ-120 с двусторонним согласованием скоростей, если заданы два последовательно переданных поля команд согласования. Считать, что принятые команды истинные. Отметить отсутствие или наличие ошибок в заданных командах.
Исходя из заданных в таб.8 полей, команды согласования по компонентным потокам следующие: 1 поток - отрицательное согласование
2 поток - нейтральная команда
3 поток - отрицательное согласование
4 поток - нейтральная команда
В соответствии с этими командами последняя строка цикла ЦТС ИКМ-120 имеет следующий вид:
Рис.16 - последняя строка цикла ЦТС ИКМ-120.
На рис.16 буквами А, В, С, D обозначены имена компонентных потоков, а числа при них - порядковые номера битов в последней строке цикла. Символы ХХХХ обозначают биты последующей команды согласования.
Изобразить заданную последовательность нулей и единиц в кодах AMI, NRZ, HDB-3, 2B1Q, CMI в виде прямоугольных импульсов соответствующей полярности и длительности. Определить текущую цифровую сумму в конце каждого октета, а также предельное значение текущей суммы. Сделать краткое заключение по результатам определения текущей суммы для каждого кода.
AMI: "0"-отсутствие импульса, "1"-импульсы длительностью половины тактового интервала чередующейся полярности.
HDB-3: соответствует формированию кода AMI, но пакеты из четырех нулей заменяются комбинацией вида 000V и B00V,в которых импульс B не нарушает полярностей, а импульс V-нарушает, то есть его полярность совпадает с полярностью предыдущего импульса. В случае если до комбинации из четырех нулей было четное количество единиц в коде, то ставится комбинация B00V, в противном случае 000V.
Ввести в последовательность кода HDB-3 ошибки на указанных позициях. Произвести декодирование полученной последовательности и сравнить ее с исходной.
Рис.21 - заданная последовательность в коде HDB-3 (без введенных ошибок).
Рис.22 - заданная последовательность в коде HDB-3 (с ошибкой)
Код
AMI 1 -1 0 0 0
NRZ 2 -2 4 0 4
2B1Q 2 -2 12 0 12
CMI 1 -1 0 0 0
HDB-3 1 1 0 0 2
HDB-3 с ош. 1 0 0 0 1
Таб.9 - текущие цифровые суммы
Вывод
Управляющее устройство (УУ) является электротехническим устройством, предназначено для управления преобразовательным, электродвигательным и передаточным устройствами. Управляющее устройство, как правило, содержит информационную часть, получающую информацию от задатчиков (сигнал задания) и датчиков обратной связи (сигнал о состоянии привода) и в соответствии с заданными алгоритмами вырабатывает сигналы управления.
Посредством системы электропривода приводятся в движение рабочие органы технологических (производственных) машин и осуществляется управление преобразованной энергией. Под управлением здесь понимают организацию процесса преобразования энергии, обеспечивающую в статических и динамических условиях требуемые режимы работы технологических машин. Если основные функции управления выполняются без непосредственного участия человека (оператора), то управление называют автоматическим, а электропривод - автоматизированным.
Параметрами электропривода являются скорость, нагрузка, диапазон регулирования, жесткость механической характеристики и электромеханическая постоянная времени.
Для управления электроприводами применяется множество различных устройств, однако, в настоящее время наиболее рациональным кажется использование тиристорного и транзисторного управления электроприводами. Для этой цели в разомкнутой или замкнутой системах управления электроприводами используют управляемые выпрямители (для систем с двигателями постоянного тока) и регуляторы напряжения или преобразователи частоты (для систем с асинхронными двигателями). дискретизация амплитуда квантование аналоговый сигнал
Список литературы
1. Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н, Моченов А.Д. Цифровые системы передачи: Учебное пособие для вузов/ М.: Горячая линия - Телеком - 2010. - 352 с: ил.
2. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н. и др. Цифровые и аналоговые системы передачи. Учебное пособие для вузов/ М.: Горячая линия - Телеком - 2008. - 232 с: ил.
3. Конспект лекций.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
