Характеристики и параметры сигналов и каналов связи, их расчет и основные принципы преобразования в цифровую форму. Особенности требований к аналогово-цифровому преобразователю. Расчеты спектров и вероятности ошибки в канале с аддитивным белым шумом.
Согласование источника информации с каналом связиВ соответствии с заданием необходимо выбрать из трех данных сигналов для исследования сигнал с самым узким спектром. Для каждого сигнала рассмотрим его график и график его спектральной плотности. Вид: , где h=0.7 В, В таблицах 1 и 4 соответственно приведены значения сигнала U1(t) и его спектральной характеристики в различные моменты времени. 3, имеет вид: , где h=0.17 В, В таблицах 2 и 5 соответственно приведены значения сигнала U1(t) и его спектральной характеристики в различные моменты времени. 4, имеет вид: , где h=0.4 B, В таблицах 3 и 6 соответственно приведены значения сигнала U1(t) и его спектральной характеристики в различные моменты времени.В справочной литературе дано точное решение интегралов (3),(4). На основании формул (5) - (7) с помощью MATHCAD построим графики Спектральной плотности заданных сигналов. График спектральной плотности сигнала №1 Значения спектральной плотности сигнала U1(t) в различные моменты времениПри передаче сигналов главное внимание уделяется передаче информации, а не энергии. В правильно спроектированной системе вид и параметры сигнала должны быть выбраны так, чтобы информация передавалась с заданным качеством при минимальных затратах энергии. Ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты wc, по заданному энергетическому критерию осуществляется на основе неравенства(8). Для заданных сигналов определим энергию по формуле: (10) , W`1-энергия, ограниченная частотой ?? ??? подбирается таким образом, чтобы выполнялось условиеИнтервал дискретизации заданного сигнала по времени определяется на основе теоремы Котельникова по неравенству (12): , (12) где - интервал дискретизации, с,-верхнее значение частоты спектра сигнала, определяемое в соответствии с разделом 2 На такой интервал дискретизации приходится четыре импульсных отсчета, но в соответствии с методическими указаниями для бесконечно убывающей функции их нужно взять не менее десяти. Уменьшим интервал дискретизации в четыре раза. После расчета значения интервала дискретизации необходимо построить график дискретизированного во времени сигнала. Разрядность кода определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов.Мгновенные значения исходного сигнала на выходе регистра представляют собой последовательность кодовых слов. Каждое слово - случайная последовательность, состоящая из нулей и единиц. Дискретизированный сигнал(импульсную последовательность), представив номер уровня квантования двоичным кодом. Далее по формуле (20) найдем номера уровней, которым соответствуют величины импульсных отсчетов.Числовые константы сигнала определяются по формулам: (21) (22) где mu - математическое ожидание сигнала;Далее определим корреляцию, которая в первом случае будет равна 1, так как вектора одинаковы. Далее необходимо изменить Vy, записав его вновь сдвинув числа на один шаг и вновь определить корреляцию. В MATHCAD функция cspline(Vx,Vy) возвращает значения вторых производных кубического полинома. Далее для каждой искомой точки вычисляется значение с помощью функции interp. На рис 13 приведены обе зависимости, сравнивая ход кривых, можно сделать вывод о степени приближения кубического полинома и расчетных значений.Процесс модуляции является нелинейной операцией и приводит к преобразованию спектра сигнала. При гармоническом сигнале-переносчике это преобразование заключается в том, что спектр полезного сигнала переносится в область несущей частоты в виде двух боковых полос. Значит, продукты модуляции зависят от полезного сигнала и от вида сигнала - переносчика. Аналитическая форма записи сигнала ФМ следующая: , (24) где A0 - амплитуда несущей, В; Итоговый спектр ФМ-сигнала состоит из несущей и двух боковых полос с частотами .В курсовом проекте рассмотрены основные характеристики заданных сигналов, рассчитаны спектральные и фазовые характеристики, рассчитана практическая ширина спектра сигналов. Для всех трех сигналов произведено ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты wc, по заданному энергетическому критерию.
План
Содержание
Введение
1. Расчет основных характеристик сигнала
1.1 Обработка исходных данных
1.2 Расчет спектральных характеристик сигналов
2. Расчет практической ширины спектра сигнала
3. Расчет интервала дискретизации сигнала и разрядности кода
4.2 Расчет математического ожидания и дисперсии кодовой последовательности
4.3 Расчет характеристик АКФ
Вывод
В курсовом проекте рассмотрены основные характеристики заданных сигналов, рассчитаны спектральные и фазовые характеристики, рассчитана практическая ширина спектра сигналов.
Для всех трех сигналов произведено ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты wc, по заданному энергетическому критерию. Рассчитан интервал дискретизации сигнала, границы динамического диапазона кодированного сигнала, число уровней квантования и разрядность кодовых комбинаций. Рассчитаны характеристики АЦП, в соответствии с ними и разрядностью кодовых комбинаций выбрана микросхема К1107ПВ1.Рассчитаны характеристики автокорреляционной функции. Спектральные характеристики кодированного сигнала найдены на основании интегрального преобразования Винера-Хинчина.
Рассчитаны характеристики частотно модулированной регулярной импульсной последовательности. Рассмотрен принцип согласования источника информации с каналом связи, выполнен расчет вероятности ошибки приема сигнала.
В результате проделанной работы приобретаются навыки расчета характеристик сигналов, улучшается представление о способах передачи информации, о процессах, происходящих при обработке сигналов; приобретаются знания как познавательного характера, так и позволяющие смело оперировать с системами связи.
Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Комплекс технических средств АСУЖТ включает в себя вычислительные центры Министерства путей сообщения, управлений дорог и отделений, связанные в единое целое сетью передачи данных.
Управление территориально разобщенными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием систем передачи информации, т.е. систем связи, работающих по проводным и радиоканалам.
Проблемы эффективности систем передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономичным образом (в смысле затрат энергии и полосы частот) в заданное время. Перечисленные проблемы тесно связанны между собой.
Повышение помехоустойчивости и эффективности достигается использованием наиболее совершенных способов передачи (кодирование и модуляции) и приема (декодирования и демодуляции).
Внедрение и развитие АСУЖТ влечет за собой увеличение доли информации, передаваемое в цифровой форме при повышенных требованиях к верности и скорости передачи.
Для правильного понимания принципов функционирования действующих и перспективных систем передачи информации, способов обеспечения высоких скоростей и верности передачи информации, инженеру - специалисту в области автоматики, телемеханики и связи необходимо знать основные положения теории связи, включающие в себя теорию информации, теорию сигналов, теорию модуляции, оптимального приема и помехоустойчивого кодирования.
Структурная схема канала связи
Рис. 1
Каналом связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от источника до получателя. Каналы связи бывают дискретные и непрерывные, в зависимости от способа передачи сигнала.
Источником информации является объект материального мира, различимые изменения состояния которого наблюдаются через тракт передачи информации.
Совокупность устройств, преобразующих сообщение в электрический сигнал для передачи его через систему связи, называют передатчиком, а совокупность устройств, осуществляющих обратное преобразование сигнала в сообщение, называется приемником. К передающим устройствам относят модуляторы, кодеры, АЦП и ЦАП, а к приемным - демодуляторы, декодеры, АЦП и ЦАП, интерполяторы.
Совокупность устройств, предназначенных для передачи сигнала на определенное расстояние, называют трактом электросвязи.
Получателем информации называется объект материального мира, который принимает поступившие сообщения с последующим использованием.1. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - Москва, 1986, 512 с.
2. Баженов Н.Н., Картавцев А.С. Расчет характеристик сигналов и каналов связи. - Омск, 1990, 24 с.
3. Каллер М.Я., Фомин А.Ф. Теоретические основы транспортной связи. - М. Транспорт, 1989,384 с.
4. Зюко А.Г., Кловский Д.Д. и др., Теория передачи сигналов: Учебник для ВУЗОВ. - М., “Радио и связь”, 1986,304 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
