Разработка программного обеспечения для решения задач по теме "Оптические и электрические линейные тракты" - Дипломная работа

С этой целью была предпринята попытка разделить решаемые задачи на отдельные тематические главы, дать учебно-методические выводы формул по параметрам аналоговых электрических и оптических, цифровых электрических и оптических линейных трактов, привести примеры решаемых задач по каждой главе и ввести задачи для самостоятельного решения. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров. В Разделе 1.3 решается задача по определению защищенности оптического сигнала от спонтанного излучения на входе электронного усилителя решающего устройства в оптическом аналоговом ЛТ при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями (ОУ). Приводится пример решения задачи с заданными значениями параметров. В Разделах 1.4, 1.5 и 1.6 рассматривается решение задачи с защищенностью скремблированного сигнала от теплового шума в цифровом электрическом и оптическом линейных трактах, а также в оптическом линейном тракте при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями.Защищенность сигнала (ЗС) от теплового шума на входе электронного усилителя (ВЭУ): , ДБ, (1.1.1) где - абсолютный уровень электрического сигнала, - уровень теплового шума электронного усилителя (ЭУ), приведенный к его входу. , ДБ. где - 174 ДБ - абсолютный уровень теплового шума в полосе частот 1 Гц при =1. Пример: найти на входе линейного усилителя аналоговой системы передачи с частотным разделением каналов для канала ТЧ, если величина = 5, а величина = - 5 ДБ. Решение: на входе линейного усилителя для канала ТЧ, исходя из формулы (1.1.3) равна При расчете абсолютного уровня электрического сигнала на входе электрического усилителя регенератора следует учесть свойства фотопреобразователя, превращающего оптическую энергию сигнала в электрический ток.Будем полагать, что защищенность сигнала от спонтанного излучения (СИ) много ниже, чем защищенность от теплового шума электронного усилителя приемника. , ДБ, (1.3.1) где - постоянная Планка, - частота СИ, , Гц - ширина полосы частот сигнала, - коэффициент СИ, - 158,9 ДБ - абсолютный уровень СИ в полосе 1 Гц при =1. Пример: найти величину с = 1,5МГЦ, если = 3, а = - 25 ДБ при 5-ти усилительных участках с оптическими усилителями.Величина этой защищенности может быть получена из (1.1.2), где вместо для скремблированного сигнала надо подставить его тактовую частоту (= ): , (1.4.1) где - абсолютный уровень электрического сигнала по мощности на входе регенератора. Решение: данную задачу проще всего решить с помощью графика, либо таблицы, которые представлены в Приложениях 1 и 2. Решая зачаду по графику, подставляем , получаем, что - = - = =-10.Величина этой защищенности может быть получена из (1.2.1), где вместо для скремблированного сигнала надо подставить его тактовую частоту , так как в этом случае ширина полосы частот = .

Содержание

Реферат

Введение

Глава 1. Защищенности сигналов в аналоговых и цифровых линейных трактах

1.1 Защищенность сигнала от теплового шума на входе электронного усилителя для электрического аналогового сигнала

1.2 Защищенность сигнала от теплового шума на входе электронного усилителя для оптического аналогового сигнала и одного усилительного участка

1.3 Защищенность оптического сигнала от спонтанного излучения на входе электронного усилителя решающего устройства в оптическом аналоговом линейном тракте при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями

1.4 Защищенность скремблированного сигнала от теплового шума на входе электронного усилителя решающего устройства в цифровом электрическом линейном тракте

1.5 Защищенность скремблированного сигнала от теплового шума на входе электронного усилителя решающего устройства в оптическом цифровом линейном тракте

1.6 Защищенность скремблированного сигнала от теплового шума на входе электронного усилителя решающего устройства в оптическом цифровом линейном тракте при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами

1.7 Защищенность сигнала от межсимвольных помех в оптическом линейном тракте

1.7.1 Защищенность Гауссового сигнала от межсимвольных помех на входе регенератора оптического линейном тракте

1.7.2 Защищенность сигнала от межсимвольных помех с учетом коррекции дисперсионных искажений волокна

1.8 Защищенность сигнала от переходных помех на входе регенератора оптического цифрового линейного тракта

1.9 Защищенность сигнала от действующих одновременно межсимвольных и переходных помех в оптическом и электрическом линейном тракте

1.10 Задачи

Глава 2. Нормы на защищенности сигналов в линейных трактах

2.1 Норма на защищенность сигналов в аналоговом электрическом линейном тракте (для канала тональной частоты)

2.2 Норма на защищенность сигналов в цифровом электрическом или оптическом линейном тракте

2.3 Норма на защищенность сигнала от межсимвольных помех в оптическом и электрическом линейном тракте

2.4 Норма на защищенность сигнала от переходных помех в оптическом линейном тракте

2.5 Норма на защищенность сигнала от действующих одновременно межсимвольных и переходных помех в оптическом и электрическом линейном тракте

2.6 Задачи

Глава 3. Минимальные абсолютные уровни сигналов в аналоговых и цифровых линейных трактах

3.1 Минимальный абсолютный уровень аналогового сигнала на входе электронного усилителя для аналового электрического линейного тракта

3.2 Минимальный абсолютный уровень сигнала на входе электронного усилителя для оптического аналогового линейного тракта и одного усилительного участка

3.3 Минимальный абсолютный уровень сигнала на входе электронного усилителя для оптического аналогового линейного тракта при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями

3.4 Минимальный абсолютный уровень скремблированного сигнала на входе электронного усилителя для цифрового электрического линейного тракта

3.5 Минимальный абсолютный уровень скремблированного сигнала на входе решающего устройства для оптического цифрового линейного тракта

3.6 Минимальный абсолютный уровень скремблированного сигнала на входе электронного усилителя решающего устройства для оптического линейного тракта при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами

3.7 Задачи

Глава 4. Допустимые потери защищенности сигналов в аналоговых и цифровых линейных трактах

4.1 Допустимые потери защищенности сигнала в электрическом аналоговом линейном тракте

4.2 Допустимые потери защищенности сигнала для оптического аналогового канала и одного усилительного участка

4.3 Допустимые потери защищенности сигнала для оптического аналогового линейного тракта при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями

4.4 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала для цифрового электрического линейного тракта

4.5 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала для цифрового оптического линейного тракта

4.6 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала для оптического линейного тракта при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами

4.7 Допустимые потери защищенности сигнала от межсимвольных и переходных помех в линейном тракте

4.7.1 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала от межсимвольных помех для регенератора электрического линейного тракта

4.7.2 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала от межсимвольных помех для регенератора оптического линейного тракта

4.7.3 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала от межсимвольных помех с учетом коррекции дисперсионных искажений волокна в каждом оптическом усилителе

4.8 Допустимые потери защищенности сигнала от переходных помех в регенераторе оптического линейного тракта

4.9 Допустимые потери защищенности скремблированного сигнала от межсимвольных помех и переходных помех

4.10 Задачи

Глава 5. Длина усилительного или регенерационного участков в линейных трактах и потери защищенности сигналов за счет накопления помех

5.1 Расчет величин , , в электрическом аналоговом линейном тракте

5.2 Расчет величин , , в оптическом аналоговом линейном тракте, содержащем один усилительный участок

5.3 Расчет величин , , в оптическом аналоговом линейном тракте, содержащем большое число усилительных участков с оптическими усилителями

5.4 Расчет величин , , в цифровом электрическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала

5.5 Расчет величин , , в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала

5.6 Расчет величин , , в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами

5.7 Расчет величин , , по величине межсимвольных помех в цифровом оптическом линейном тракте

5.7.1 Расчет величин , , по величине межсимвольных помех в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала

5.7.2 Расчет величин , , в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала по величине межсимвольных помех c учетом коррекции дисперсионных искажений в каждом оптическом усилителе

5.8 Расчет величин , , в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала c учетом переходных помех

5.9 Расчет величин , , , в цифровом оптическом линейном тракте при передаче скремблированного сигнала c учетом межсимвольных и переходных помех

5.10 Задачи

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

В связи с увеличением объема самостоятельной работы студентов очной, очно-заочной, вечерней и заочной форм обучения появилась необходимость в системном подходе. В связи с этим было разработано программное обеспечение для решения заданий по аналоговым электрическим и оптическим, цифровым электрическим и оптическим линейным трактам. С этой целью была предпринята попытка разделить решаемые задачи на отдельные тематические главы, дать учебно-методические выводы формул по параметрам аналоговых электрических и оптических, цифровых электрических и оптических линейных трактов, привести примеры решаемых задач по каждой главе и ввести задачи для самостоятельного решения.

В Главе 1 рассматривается главная характеристика аналоговых и цифровых линейных трактов - защищенность сигналов.

В Разделах 1.1 и 1.2 мы рассматриваем решение задачи с защищенностью от главной помехи при передаче сигнала - теплового шума на входе электронного усилителя для электрического аналогового сигнала и оптического аналогового сигнала. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделе 1.3 решается задача по определению защищенности оптического сигнала от спонтанного излучения на входе электронного усилителя решающего устройства в оптическом аналоговом ЛТ при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями (ОУ). Приводится пример решения задачи с заданными значениями параметров.

В Разделах 1.4, 1.5 и 1.6 рассматривается решение задачи с защищенностью скремблированного сигнала от теплового шума в цифровом электрическом и оптическом линейных трактах, а также в оптическом линейном тракте при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями. Приводится пример решения задачи графически, согласно Приложению 1.

В Разделах 1.7, 1.8 и 1.9 приводится решение задачи на защищенность сигнала в оптическом и электрическом цифровом линейном тракте от межсимвольных и переходных помех в оптическом ЛТ на входе регенератора. Приводится пример решения одной из задач с заданными значениями параметров.

В Разделе 1.10 приведены задачи для самостоятельного решения.

В Главе 2 исследуется норма на защищенность сигналов в линейных трактах.

В Разделах 2.1 и 2.2 выводятся формулы для расчета нормы на защищенности сигналов в аналоговом электрическом, цифровом электрическом и оптическом линейных трактах. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров. В Разделе 2.2 приведен пример решения задачи по таблице в Приложении 3.

В Разделах 2.3, 2.4 и 2.5 рассматривается вывод формул для расчета нормы на защищенности сигнала в оптическом и электрическом цифровых линейных трактах от отдельно и одновременно действующих межсимвольных и переходных помех.

В Разделе 2.6 приведены задачи для самостоятельного решения.

В Главе 3 вводится важная для расчетов величина - минимальный абсолютный уровень сигнала в линейном тракте. Дается определение минимального уровня.

В Разделах 3.1, 3.2 и 3.3 выводится формула для расчета минимального абсолютного уровня сигнала на входе электронного усилителя для аналового электрического и оптического линейных трактов для одного усилительного участка и при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделах 3.4, 3.5 и 3.6 рассматривается вывод формул для расчета минимального абсолютного уровня на входе электронного усилителя решающего устройства для электрического и оптического цифровых линейных трактов для одного усилительного участка и при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделе 3.7 приведены задачи для самостоятельного решения.

В Главе 4 рассчитываются допустимые потери защищенности сигналов в аналоговых и цифровых линейных трактах. Расшифровывается само понятие допустимых потерь защищенности сигналов.

В Разделах 4.1, 4.2 и 4.3 производится расчет допустимых потерь защищенности сигнала в электрическом и оптическом аналоговых линейных трактах для одного усилительного участка и при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделах 4.4, 4.5 и 4.6 рассчитываются допустимые потери защищенности скремблированного сигнала для электрического и оптического цифровых линейных трактов для одного усилительного участка и при большом числе усилительных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделе 4.7 рассматривается расчет допустимых потерь защищенности скремблированного сигнала от межсимвольных помех для регенератора электрического и оптического линейных трактов как без учета, так и с учетом коррекции дисперсионных искажений волокна в каждом оптическом участке.

В Разделе 4.8. рассчитываются допустимые потери защищенности сигнала от переходных помех в регенераторе оптического линейного тракта и приводится пример решения задачи с заданными значениями параметров.

В Разделе 4.9 приведены задачи для самостоятельного решения.

Главе 5 посвящена расчетам длины усилительного или регенерационного участков в ЛТ и ПЗС за счет накопления помех на одном усилительном, либо регенерационном участке и при большом числе усилительных, либо регенерационных участков.

В Разделах 5.1, 5.2 и 5.3 рассчитываются вышеперечисленные параметры в электрическом и оптическом аналоговом линейных трактах с одним и несколькими усилительными участками. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделах 5.4, 5.5 и 5.6 рассматривается расчет вышеперечисленных величин для электрического и оптического цифровых линейных трактов при передаче скремблированного сигнала на одном усилительном, либо регенерационном участке и при большом числе усилительных, либо регенерационных участков с оптическими усилителями, включенными между регенераторами. Приводятся примеры решения задач с заданными значениями параметров.

В Разделе 5.7 рассчитываются вышеперечисленные величины в цифровом оптическом ЛТ при передаче скремблированного сигнала по величине межсимвольных помех без учета и c учетом коррекции дисперсионных искажений в каждом ОУ. В 5.8 расчет идет по величине переходных помех, а в 5.9 с учетом влияния межсимвольных и переходных помех совместно.

В Разделе 5.10 приведены задачи для самостоятельного решения.