Расчет характеристик модулированных сигналов и каналов связи - Курсовая работа

Цель работы: Рассмотреть основы теории сигналов, произвести расчет различных величин, характеризующих сигналы, изучить теорию передачи информации в канале. В курсовой работе «Расчет характеристик сигналов и каналов связи» рассматриваются методы расчета характеристик сигналов и каналов связи.2.2.1 Расчет мощности модулированного сигналаПод спектром непериодического сигнала U(t) понимают функцию частоты U(jw), которую получают на основе прямого преобразования Фурье вида: Для обратного перехода из частотной во временную область используют обратное преобразование Фурье: Аналитическая запись первого заданного экспоненциального сигнала во временной (1.3) и частотной (1.4) областях, имеет вид: Подставим в (1.3) и (1.4) h=0,65 В, b=4?103 с-1. Значения функции U1(t) сведены в табл.1.1. Значения функции U1 (w) сведены в табл.1.2. График сигнала приведен на рис. График спектра сигнала приведен на рис.Полная энергия сигнала рассчитывается по выражению: Для прямоугольного импульса нижний придел интегрирования равен нулю, верхний придел равен половине значения длительности импульса (величина интеграла в силу четности функции увеличивается в двое). Для экспоненциального импульса нижний предел интегрирования ТН=0, верхний предел интегрирования ТВ соответствует спаду значения подинтегральной функции в 103 раз по сравнению с ее значением при t=0.Ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты wc , по заданному энергетическому критерию осуществляется на основе неравенства e3e. где: W/-энергия сигнала с ограниченным по верху спектром; Значение W/ определяется на основе известной спектральной плотности где: wc - искомое значение верхней граничной частоты сигнала. Используем MATCAD для определения wc и расчета энергии из спектральной плотности. Значение wc определяется путем подбора при расчетах (1.10) и (1.11) до выполнения неравенства (1.10). График энергии первого сигнала приведен на рис.Интервал дискретизации заданного сигнала по времени определяется на основе теоремы Котельникова по неравенству (1.12):-интервал дискретизации, с; -верхнее значение частоты спектра сигнала, определяемое в соответствии с разделом 1.3.После расчета значения интервала дискретизации необходимо построить график дискретизированного во времени сигнала. Разрядность кода определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов. Нижняя граница диапазона определяется по (1.13) где: UMIN - нижняя граница динамического диапазона, В; Для самого малого по амплитуде импульсного отсчета задается соотношение мгновенной мощности сигнала и мощности шума квантования: где: РШ.КВ - мощность шумов квантования при размерной шкале квантования, Вт.Расчет расчет автокорреляционной функции АКФ кодового сигнала зависит от возможностей применяемых в каналах связи микросхем. Кодовый сигнал представляется последовательностью “0” и “1”. Импульсную последовательность будем создавать по первому способу, на основе транзистора, имеющего питание 10 В. Код представляет собой некую импульсную последовательность. Расчет автокорреляционной функции кодового сигнала произведем по (1.22): а - напряжение питания транзистора, В.Энергетический спектр рассчитывается по (1.23): Подставив значение K(t) из (1.23), при t<t И, получим: График энергетического спектра кодового сигнала приведен на рис.1.14.Процесс модуляции является нелинейной операцией и приводит к преобразованию спектра сигнала. Значит, продукты модуляции зависят от полезного сигнала и от вида сигнала - переносчика. Аналитическая форма записи сигнала АМ следующая: A0 - амплитуда несущей, В; w0 - частота, с-1; При фазовой модуляции (ФМ) по закону полезного сигнала изменяется фаза сигнала переносчика: а при частотной модуляции (ЧМ) - частота: . Однако имеется принципиальная разница: фазовый сдвиг между ФМ-сигналом и несущим колебанием пропорционален полезному сигналу U(t), а для ЧМ-сигнала, этот сдвиг пропорционален интегралу от передаваемого сигнала.К основным характеристикам модулированных сигналов относятся энергетические показатели и спектральный состав. Первые определяют помехоустойчивость связи, вторые, прежде всего, полосу частот, занимаемую сигналом. Вид такого сигнала и соответсвующих ему модулированных показан на рис. Таким образом подставив (2.15) в (2.14) получим: Подставив в (2.11) заданное значение амплитуды несущей А0=0,15В, получим: . Такой сигнал представлен в виде суммы двух АМ-колебаний с различными частотами несущих f1 и f2.Рассмотрены основные положения теории сигналов, теории информации, теории оптимального приема и модуляции сигналов, способы повышения верности передаваемой информации, произведен расчет характеристик модулированных сигналов и вероятности ошибки в канале с помехой.

Содержание

Реферат

Содержание

Введение

1. Расчет характеристик сигнала и разрядности кода

1.1 Расчет спектра сигнала

1.2 Расчет полной энергии сигнала

1.3 Определение практической ширины спектра сигнала

1.4 Определение интервала дискретизации сигнала и разрядности кода

1.5 Расчет автокорреляционной функции кодового сигнала

1.6 Расчет энергетического спектра кодового сигнала

2. Модулированные сигналы

2.1 Общие сведения о модуляции