2017-12-14
4229
Введение
Теория электрической связи является неотъемлемой частью теории связи и представляет собой единую научную дисциплину, основу которой составляет теория сигналов, теория помехоустойчивости, и теория информации. Принципы и методы курса ТЭС являются теоретической основой для развития инженерных методов расчёта и проектирования аналоговых и цифровых систем связи. Главными задачами курсовой работы являются:
-изучение фундаментальных закономерностей, связанных с получением сигналов, их передачей по каналам связи, обработкой и преобразованием в радиотехнических устройствах;
-закрепление навыков и формирование умений по математическому описанию сигналов, определению их вероятностных и числовых характеристик.
В работе учтены устойчивые тенденции на переход от аналоговых систем к цифровым системам квантования и импульсно-кодового преобразования исходных непрерывных сообщений. Она охватывает ключевые вопросы теории помехоустойчивости систем связи.
|
|
|
Задание и исходные данные на курсовую работу
Задание: разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.
Исходные данные:
1. Номер варианта N = 1.
2. Вид сигнала в канале связи: ДАМ.
3. Скорость передачи сигналов: V = 3000 Бод.
4. Амплитуда канальных сигналов: A = 2 · 10-3 В.
5. Дисперсия шума: s2= 0,48 · 10-6 Вт.
6. Априорная вероятность передачи символов "1" p(1) = 0,09.
7. Способ приема сигнала: НКГ.
8. Полоса пропускания реального приемника, определяемая шириной спектра сигналов двоичных ДАМ: ∆fпрДАМ = 6 кБод.
9. Значение отсчета принятой смеси сигнала и помехи на входе решающей схемы приёмника при однократном отсчете: Z (t 0) = 5.303·10-4В.
10. Значения отсчетов принятой смеси сигнала и помехи при приеме по совокупности трех независимых (некоррелированных) отсчетов
Z (t 1) = 5.303·10-4В, Z (t 2) = 3.182·10-4 В, Z (t 3) = 5.834·10-4 В.
11. Максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП
b max = 2,3 В.
12. Пик-фактор аналогового сигнала:П = 1,6.
13. Число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ): n = 9.
14. Вид дискретной последовательности сложного сигнала:
1508 = 11010002
S1(t) = 11-11-1-1-1
S2(t) = -1-11-1111
Структурная схема системы связи
Рисунок 1 -Обобщенная структурная схема системы связи
Описание назначения блоков, входящих в схему:
1. Источник непрерывных сообщений - устройство, на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал.
|
|
|
Так как спектр сигнала бесконечен (если сигнал ограничен по времени) необходимо включить в схему фильтр для восстановления сигнала после дискретизации. Частота среза фильтра выбирается так, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра сигнала.
2. АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Операция преобразования аналог – цифра непрерывного сигнала, состоит из трех операций:
Непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы Dt;
Полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней;
Наконец, полученная последовательность кодируется. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых импульсов. При кодировании происходит увеличение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации, а длительность передачи соответственно уменьшается. Кроме того, кодирование позволяет обнаружить и даже устранить возможную ошибку.Достоинством систем связи с дискретизацией является также удобство обработки сигналов и сопряжения устройств связи с цифровыми ЭВМ.
3. Полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи. В линии связи на передаваемый сигнал действует помеха.
4. Далее сигнал подается на демодулятор, который после демодуляции передается в виде кода на ЦАП.
5. ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) предназначен для обратного преобразования (восстановления) непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.В состав ЦАП входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.
Далее сообщение подается на преобразователь (например, громкоговоритель) и потребитель может получить исходное сообщение.
Преобразования сообщения и сигналов в системе связи:
| t |
| ω |
| Uвх(t) |
| Sвх(ω) |
| ωв |
Рисунок 2 – Сигнал и спектр на выходе ФНЧ
| t |
| ω |
| Uкв(t) |
| Sкв(ω) |
| ωв |
| ωд |
| ωд-ωв |
| ωд+ωв |
Рисунок 3 – Сигнал и спектр на входе квантователя
Рисунок 3 – Сигнал и спектр на выходе АЦП
| t |
| ω |
| Uдам(t) |
| Sдам(ω) |
| ω0 |
| ω0- 6Ώ |
| ω0-10Ώ |
| ω0+6Ώ |
| ω0+10Ώ |
| t |
| ω |
| Uдам’(t) |
| Sдам’(ω) |
| ω0 |
| ω0- 6Ώ |
| ω0-10Ώ |
| ω0+6Ώ |
| ω0+10Ώ |
Рисунок 5 – Сигнал и спектр на входе демодулятора
Рисунок 6 – Сигнал и спектр на входе декодера
| t |
| ω |
| Uкв’(t) |
| Sкв’(ω) |
| ωв |
| ωд |
| ωд-ωв |
| ωд+ωв |
Рисунок 6 – Сигнал и спектр на выходе декодера
| t |
| ω |
| Uвых(t) |
| Sвых(ω) |
| ωв |
Рисунок 7 – Сигнал и спектр на выходе фильтра
