49098

Структурная схема смешанной системы связи и сигналы в различных её сечениях

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Рассчитаем энергетическую ширину спектра Δf: Δf= Максимальное значение спектральной плотности мощности: Gmx=G0=4924104; Подставив это значение в формулу для расчета ширины спектра и посчитав интеграл получаем значение: Δf=3250 [Гц]. Рассчитаем интервал корреляции τ: τ=dτ=7692 [мкс].3 Рассчитаем мощность Рх отклика ФНЧ: Рх==2346 [В2]. Рассчитаем СКП фильтрации...

Русский

2013-12-20

2.85 MB

11 чел.


СОДЕРЖАНИЕ

  1.  Задание         3
  2.  Исходные данные       4
  3.  Расчетная часть        5

Расчет пункта 1.1        5

Расчет пункта 1.2        9

Расчет пункта 1.3        11

Расчет пункта 1.4        12

Расчет пункта 1.5        16

Расчет пункта 1.6        17

Расчет пункта 1.7        18

Расчет пункта 1.8        21

Расчет пункта 1.9        22

  1.  Параметры системы       23
  2.  Выводы         24
  3.  Список используемой литературы     25

ЗАДАНИЕ

  1.  Изобразить структурную схему смешанной системы связи и нарисовать сигналы в различных её сечениях.
    1.  Рассчитать: спектр плотности мощности Ga(f) сообщения; энергетическую ширину спектра Δfa и интервал корреляции τк сообщения. Построить графики Ва(f) и Ga(f).
    2.  Рассчитать: СКП фильтрации     сообщения; мощность Рх отклика ФНЧ; частоту fД и интервал Т временной дискретизации отклика ФНЧ.
    3.  Рассчитать: интервал квантования Δq, пороги квантования hl и СКП квантования квантователя АЦП; распределение вероятностей рl и интегральное распределение  вероятностей Fl, квантованной последовательности; энтропию Н, производительностью  Н' и избыточностью r квантованной последовательности.
    4.  Закодировать L-ичную последовательность двоичными безизбыточным блочным кодом; вписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний кода.
    5.  Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра Δfs.
    6.  Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ мощность Рs и амплитуду Um сигнала дискретной модуляции, необходимую для обеспечения требуемого ОСШ h2; пропускную способность С гауссовского НКС. Построить функции плотности вероятности мгновенных значений и огибающей узкополосной гауссовской помехи, а так же ФПВ мгновенных значений и огибающей гармонического сигнала и УГП.
    7.  Изобразить схему приемника сигнала дискретной модуляции.

Рассчитать: среднюю вероятность ошибки рош и скорость R2 передачи информации по двоичному симметричному ДКС; показатель эффективности Э передачи сигнала дискретной модуляции по НКС.

  1.  Рассчитать: скорость передачи информации RL по L-итому ДКС и относительные потери в скорости передачи информации; СКП шума передачи и относительную суммарную СКП восстановления непрерывного сообщения.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Ра, В2

α, с-1

Способ передачи

f0, МГц

f1, МГц

G0, Вт·с

h2

Способ приема

δдоп

Ф-ия корреляции

3,2

26

ЧМ

2

2,05

0,0013

10

КП

0,17

Ра·(1+β)·

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. РАСЧЕТ ПУНКТА 1.1

Структурная схема смешанной системы связи

 

                                                            a(t)

           

                                                             €xm(t)

                       

                                                                                   {€xkm}

                                                                                   {€bkm}

 Ŝ(t,bi)

                                     S(t)                                        z(t)

 

Структурная схема приемника сигналов ДЧМ

 S(t,bi)-сигнал дискретной модуляции

 n(t)-аддитивная помеха

 z0 u0(t)

1

      ВУ

 z1    0

                       u1(t)          δτи(t)                     V0=0



РАСЧЕТ ПУНКТА 1.2

       Функция корреляции имеет вид: Ва(τ)=3,2·(1+2,6·104·)·

Рассчитаем спектр плотности мощности Ga(f) по формуле и построим график:

Ga(f)===;

 Рассчитаем энергетическую ширину спектра Δfa:

Δfa=

Максимальное значение спектральной плотности мощности:

Gmax=G(0)=4,924·10-4;

Подставив это значение в формулу для расчета ширины спектра и посчитав интеграл получаем значение:

Δfa=3250, [Гц].

Рассчитаем интервал корреляции τ:

τ=dτ=76,92, [мкс].

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.3

         Рассчитаем мощность Рх отклика ФНЧ:

Рх==2,346, [В2].

Рассчитаем СКП фильтрации сообщения:

= Ра- Рх=3,2-2,346=0,854;

==26,688~27%.

Получившаяся погрешность больше допустимой погрешности =17%. Для того чтобы уменьшить погрешность фильтрации необходимо расширить энергетический спектр с 3250 Гц до 4550 Гц. С учетом новой полосы пересчитаем мощность Рх отклика ФНЧ и СКП фильтрации:

Рх= 2,711, [В2].

=0,489. Отсюда рассчитаем ошибку =0,1528~15%. Полученная погрешность меньше допустимой.

Рассчитаем частоту дискретизации fд и интервал Т временной дискретизации отклика ФНЧ:

Т==1,099·10-4≈0,11, [мс].

fд==9100, [Гц].

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.4

Рассчитаем интервал квантования Δq:
Δ
q===1,647, [В].

Рассчитаем пороги квантования hl

hl=3·(), l=1, L-1

h1

-4,94

h2

-3,29

h3

-1,65

h4

0

h5

1,65

h6

3,29

h7

4,94

 

Определим уровни квантования:

хкl==хк0+l, хк0=-, l=1, L-1

хк0=-5,765.

хк1

-4,118

хк2

-2,471

хк3

-0,824

хк4

0,823

хк5

2,470

хк6

4,117

хк7

4,94

 

Характеристика квантователя

Рассчитаем СКП квантования  квантователя АЦП:

х - 2·Вху + Ру, где Вху – коэффициент взаимной корреляции между входным и выходным сигналами.

Вху=к· Рх=2,7083

к=2· Δq·=21,647·0,3034=0,999.

=, где ν имеет смысл времени, а а – математическое ожидание, которое равняется нулю.

=0,3034.

Ру=2·, где - распределение вероятностей дискретной случайной величины, =Ф() - Ф(), l=1, L-1.

0,001314

0,02137

0,1359

0,3414

0,1359

0,02137

0,001314

 

Ру=2·1,46767=2,93534, [В2].

=2,711·(1-2·0,999)+2,93534=0,22962, [В2].

==0,071~7%.

Найдём интегральное распределение вероятностей:

Fl=, l=1, L-1.

F0

0,001314

F1

0,0227

F2

0,159

F3

0,499

F4

0,8414

F5

0,977

F6

0,979

F7

1

Рассчитаем энтропию Ну, производительность Ну' и  избыточность r квантованной последовательности:

Ну= - ·=2,10416.

Ну'=· Ну=·2,10416=19,129·103=19,129, [].

rу=, где -максимальная энтропия.

==3

rу==0,299.

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.5

Построим таблицу кодовых расстояний:

m       l

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

1

1

2

1

2

2

3

1

1

0

2

1

2

1

3

2

2

1

2

0

1

2

3

1

2

3

2

1

1

0

3

2

2

1

4

1

2

2

3

0

1

1

2

5

2

1

3

2

1

0

2

1

6

2

3

1

2

1

2

0

1

7

3

2

2

1

2

1

1

0

Рассчитаем ширину спектра:
fИКМ===2∙∆fа∙к1∙,

где: к1=1,75; =36,67, [мкс].

fИКМ=47,775, [кГц].

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.6

Разложение сигнала ДЧМ по гармоническим составляющим выглядит

SДЧМ=∙∙

- индекс ЧМ. =0,523.

fп==2,025, [МГц] – частота переносчика.

fи=∆fa∙=13,65,[кГц] – круговая частота манипуляции.

ωд= ==157, [кГц] – частота девиации.

fs=f1-f0+2∆fикм=145,550, [кГц] – ширина спектра сигнала ДЧМ.

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.7

Рассчитаем мощность гармонического колебания:

Рдчмs=h2G0fa=1892,15, [В2].

Определим амплитуду сигнала:

Um==61,517, [В].

σш==13,756, [В].

Рассчитаем пропускную способность С гауссовского НКС:

С=∆fs·=∆fs·=145550·3,46=503649,206=503,65,[кбит/с].

Графики

ФПВ мгновенных значений гауссовской помехи

Wш (ν)=·

ФПВ огибающей узкополосной гауссовской помехи

WNm(ν)=

ФПВ мгновенных значений  Z(t)

Wz(ν) = ·dΨ

ФПВ огибающей принимаемого сигнала

Wu(ν) = ·I0()

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.8

Рассчитаем среднюю вероятность ошибки рош:

рош = рl = 1-Ф(h) = 7,827·10-4~0,07827%

Рассчитаем скорость R2 передачи информации по двоичному симметричному ДКС:

R2 = ·[1+ рl·+(1- рl)·] = 2,705·104 = 27,05, [кбит/сек].

Рассчитаем показатель эффективности Э передачи сигнала дискретной модуляции по НКС:

Э = =0,0537~5,4%.

РАСЧЕТ ПУНКТА 1.9

Рассчитаем скорость передачи информации RL по L-итому  ДКС:

RL = ·,

где:  - элементы матрицы переходных вероятностей L-ичного ДКС.

= ·(1- рош)ndl,m

RL = 1,355·104 = 13,55, [кбит/сек].

Рассчитаем СКП шума передачи:

εп2 = ·[Si(π-)],

где: Si(x) – интегральный синус

Si(x) = dα;

 - дисперсия случайных амплитуд импульсов

·.

εп2 = 0,034, [В2].

δп =  = 0,0106~1,05%.

Вычислим относительную суммарную погрешность СКП восстановленного сигнала:

δΣ = δф + δq + δп = 15 + 7 + 1 = 21%

Рассчитаем  относительные потери в скорости передачи информации по L-ичному ДКС:
δ
R = 1-=0,291.

ПОЛУЧЕНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ

Gmax=4,924·10-4-максимальное значение энергии спектра;

Δfa=4550, [Гц]-ширина энергетического спектра;

τ=76,92, [мкс]-время корреляции;

=0,1528~15%-относительная погрешность фильтрации сообщения;

Рх= 2,711, [В2]-мощность отклика ФНЧ;
Δ
q=1,647, [В]-интервал квантования;

=0,071~7%-относительная погрешность квантования;

Ну= 2,10416-энтропия системы;

Ну'==19,129, []-производительность системы;

rу=0,299-избыточность квантованной системы;

fИКМ=47,775, [кГц]-ширина спектра сигнала ИКМ;
fs=145,550, [кГц] – ширина спектра сигнала ДЧМ;

Рs= 1892,15, [В2]-мощность сигнала ДЧМ;
Um=61,517, [В]-амплитуда сигнала ДЧМ;

С=503,65,[кбит/с]-пропускная способность НКС;
р
ош = 7,827·10-4~0,07827%-вероятность ошибки;

R2 =  27,05, [кбит/сек]-скорость передачи информации по двоичному ДКС;

Э = 0,0537~5,4%-эффективность системы передачи;
RL =13,55, [кбит/сек]-скорость передачи информации по L-ичному ДКС;

δR = 0,291-относительные потери в скорости передачи информации L-ичному ДКС;

εп2 = 0,034-СКП шума передачи;
δ
Σ = 21%-относительная суммарная СКП восстановленного сигнала.

ВЫВОДЫ

В смешанной системе электрической связи сообщения передаются с искажениями. Эти искажения возникают при фильтрации, квантовании и в процессе передачи сообщения по  L-ичному ДКС.

С установленными параметрами системы относительная суммарная СКП получилась больше допустимой.

Одним из способов уменьшения СКП является увеличение числа уровней квантования. При этом будет уменьшаться уровень шума квантования. Так же расширяется спектр сигнала в канале. Но воздействие шума квантования можно заметно уменьшить, применив неравномерное квантование.

Еще один способ уменьшения СКП  является уменьшение скорости передачи в по L-ичном ДКС. Это так же можно достичь увеличением уровней квантования.

Данная система связи имеет низкую эффективность(Э<<1), поэтому она не может добиться эффективной работы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев: «Справочник по математике», М, 1980г.
  2.  Учебное пособие под редакцией А.Н.Яковлева: «Радиотехнические цепи и сигналы», М, 2003г.
  3.  «Домашнее задание и рекомендации к самостоятельной работе для его выполнения по курсу ТЭС», под редакцией Г.В. Курьянчик изд. №159, 1990г.
  4.  «Курс лекции по ТЭС», Шимов А.П.

PAGE   \* MERGEFORMAT 25


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42508. Тип запись. Массивы записей 187 KB
  Тип запись. При выполнении работы необходимо знать: Что такое тип запись Как правильно объявить тип запись и переменные типа запись Как обращаться к полям записи Как организовать работу с массивом записей Теоретический минимум: Тип запись представляет собой сложный структурированный тип данных и включает в себя ряд компонент называемых полями которые могут быть различных типов. Пример объявления типа запись: type Dt=record {название типа запись Dt дата } Yer: integer; {поле год...
42509. Изучение зависимости сопротивления электролитов от температуры 128.5 KB
  При отсутствии внешнего электрического поля ионы в электролите совершают тепловое движение. При наличии поля положительные ионы приобретают добавочную скорость в направлении электрического поля, а отрицательные ионы − добавочную скорость в противоположном направлении. На тепловое движение накладывается переносное движение ионов, и в растворе возникает электрический ток.
42510. Определение коэффициента вязкости жидкости 101 KB
  При движении плоских слоев сила трения между ними согласно закону Ньютона где  коэффициент пропорциональности называемый коэффициентом вязкости или динамической вязкостью; S площадь соприкосновения слоев. Соседние слои движутся с меньшими скоростями и следовательно между слоями жидкости возникает сила внутреннего трения. Стокс показал что эта сила при малых значениях скорости пропорциональна скорости движения шарика  и его радиусу r: 1 где...
42511. Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры 135.5 KB
  К проводникам первого рода относятся металлы. Металлы обладают электронной проводимостью. Это означает, что носителями электричества в них являются свободные электроны. Если к участку проводника 1 рода приложена разность потенциалов, то на хаотическое движение электронов накладывается их упорядоченное движение.
42512. Изучение работы электронного осциллографа 126.5 KB
  Осциллограф состоит из электронно-лучевой трубки, генератора развёртки, блока синхронизации, двух усилителей, блока питания. В некоторых осциллографах имеется генератор меток времени. Принципиальная схема осциллографа показана на рис. 14.1. Осциллографы применяются во многих отраслях науки и техники, в частности, в электро- и радиотехнике, механике, акустике, медицине, биологии и др. Осциллограф даёт возможность наблюдать процессы длительностью 10−8 … 10−7 с.
42513. Физические основы работы ионных приборов 101.5 KB
  Положительные ионы под действием поля устремляются к катоду, бомбардируют его поверхность и вырывают из катода вторичные электроны (поверхностная ионизация). Такое явление называется вторичной эмиссией. Возникающие электроны вторичной эмиссии, ускоряемые полем, также включатся в процесс объёмной ионизации газа.
42514. Изучение релаксационных электрических колебаний с помощью электронного осциллографа 113.5 KB
  Основная особенность неоновой лампы заключается в том что она начинает проводить ток только при определённой разности потенциалов Uз между её электродами. Если напряжение на электродах лампы U Uз ток через лампу не идёт так как неон является диэлектриком. В этом случае внутреннее сопротивление Ri лампы очень велико. При разности потенциалов Uз которая называется потенциалом зажигания лампы происходит пробой диэлектрика − через лампу идёт ток.
42515. Проверка закона ома для последовательной цепи переменного тока 143.5 KB
  Цель работы: изучить закон Ома для последовательной цепи переменного тока с омическим, ёмкостным и индуктивным сопротивлениями для уяснения сдвига фаз между током напряжением; экспериментально проверить закон Ома; научиться строить векторные диаграммы и применять их для характеристики переменного тока. Оборудование: регулятор напряжения, реостат, катушка индуктивности, батарея конденсаторов, миллиамперметр, четыре вольтметра.
42516. Определение частоты переменного тока методом резонанса 60.5 KB
  Оборудование: сонометр регулятор напряжения ЛАТР источник постоянного тока В412 реостат на 30 Ом набор грузов соединительные провода. Сущность резонансного метода определения частоты переменного тока состоит в следующем. Если по струне пропустить постоянный ток то он будет взаимодействовать с магнитным полем электромагнита и на струну будет действовать сила Ампера направление которой зависит от направления магнитного поля им тока и определяется по правилу левой руки.