Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория электрической связи»
Скачать 0.57 Mb.
|
| Контрольные вопосы Лабораторная работа №2 Задачи работы Постановка задач исследования. Ход выполнения работы. |
ЛИТЕРАТУРА
^ СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ Цель работы: Изучить принципы построения систем связи с частотным разделением каналов. ^ :
ВВЕДЕНИЕ. Одна из важнейших задач решаемых в телекоммуникационных системах – задача разделения сигналов передаваемых по одной физической линии связи совместно. Разделение осуществляется по заранее известным и неизменным признакам, индивидуальным для каждого из разделяемых сигналов. Наиболее часто при создании систем связи применяется разделение сигналов по частотному признаку. На основе частотного разделения реализуются системы многоканальной телефонной и радиосвязи, системы спутниковой связи, системы радиовещания и телевидения. Такие системы содержат в своем составе группу передатчиков и приемников взаимодействующих через общую среду распространения сигналов (кабельная линия, околоземное и космическое пространство – «эфир» и т.д.). В простейшем случае каждая пара передатчик – приемник и среда, связывающая их, составляют отдельный канал. Для обеспечения возможности одновременной передачи сообщений по всем каналам необходимо выполнить условия независимости их работы, исключения влияния друг на друга, что и составляет задачу разделения сигналов и соответствующих каналов связи. Основой частотного разделения каналов являются следующие положения: - Каждый из передатчиков формирует и выдает в среду распространения сигналы, имеющие спектры не перекрывающиеся со спектрами других передатчиков; - Каждый из приемников имеет средства выделения спектров сигналов только нужного передатчика и подавления спектров других; - Среда распространения сигналов обладает линейными свойствами. Данная работа направлена на изучение реализации этих положений на примере простейшей двухканальной системы связи, моделируемой средствами пакета System View. ^ Объектом исследования в данной работе является модель двухканальной системы связи. В работе предусматривается исследование двух версий системы и, соответственно, двух версий модели - первая, для передачи непрерывных сообщений (См. рис.1) и вторая, - для передачи дискретных (См. рис.2). Сообщения для первой модели представлены гармоническими колебаниями различных частот. Физически это может соответствовать передаче по каждому из каналов звуковых сигналов, отображающих звучание нот различных тональностей. Для второй модели сообщения представлены импульсными последовательностями с различной длительностью импульсов. Физически это может отображать передачу последовательности «точек» телеграфной азбуки по одному каналу и «тире» - по другому. В состав обеих моделей системы входят модули передатчиков, представленных на левой части рисунков и приемников – на правой части. Среда распространения – линия связи, представлена сумматором и источником Гауссова шума, в центральной части рисунка. Передатчик представлен модулятором (модули 2,19,23 для первого канала и модули 2,24 для второго), осуществляющим перенос передаваемого сообщения (генерируется модулями 7 и 8 для соответствующих каналов) на несущее гармоническое колебание (генерируется модулями 0 и 1) путем управления его амплитудой. Приемник каждого канала представлен фильтром (модули 6 и 9), пропускающим только частотные компоненты своего передатчика, и детектором огибающей (модули 14, 16 и 15, 17). В свою очередь каждый детектор содержит нелинейный элемент (двухполупериодный выпрямитель) и фильтр, пропускающий частотные компоненты восстанавливаемого в детекторе сообщения. Следует иметь ввиду, что первое условие разделения сигналов, упомянутое во Введении, в реальных системах выполняется с известной степенью приближения. Спектры реальных сигналов в той или иной степени перекрываются. Это можно объяснить своеобразной «утечкой», так как реальный сигнал всегда изменяется и, следовательно, в нем нельзя выделить протяженный стационарный участок. В силу указанного энергия реального сигнала всегда распределена в некоторой частотной области, сгруппированной в окрестности частоты несущего колебания. По мере удаления от этой области энергия частотных компонент сигнала уменьшается. Количественной мерой ширины полосы частот, занимаемой сигналом, может служить так называемая существенная полоса частот (ширина спектра), на границах которой уровень энергии (мощности) частотных компонент составляет заданную, достаточно малую часть (сотую, тысячную и т.п) энергии наиболее мощных компонент центральной части спектра. Упомянутое выше явление утечки приводит к тому, что некоторая часть энергии передатчика попадает в полосу частот сигнала «не своего» приемника. Таким образом, соседние каналы создают помехи друг другу. Что бы такие помехи были несущественными, необходимо чтобы уровень просачивающейся помехи был мал в сравнении с полезным сигналом. Количественно это оценивается степенью перекрытия спектров смежных каналов, определяемой как отношение мощности существенной части полезного сигнала, сконцентрированной, как правило, в центральной части его спектра, к мощности смеси сигнала и помехи на границе полосы пропускания фильтра приемника. Задачи данной работы реализуются путем анализа сигналов в различных точках системы, их сопоставления и оценки, как во временной, так и в частотной областях. ^ 1  .Загрузить исполняющий файл chrch..svu (Рис.2). Зарисовать структуру модели, записать параметры ее модулей и параметры системного времени. 2.Запустить модель на цикл моделирования. Получить графики исходных сообщений. (Sink 12,13) и оценить параметры сигналов, которые их представляют (Sink 20,22) (максимальное и минимальное значение уровня огибающей, ее период и частота, период и частота гармонического заполнения). 3.Получить спектры модулированных сигналов на выходе передатчиков. Для получения детальной картины спектра в области несущей частоты следует использовать изменение масштаба по оси абсцисс. Оценить ширину спектра каждого сигнала на уровне –20дБ относительно уровня несущего колебания. 4.Получить график сигнала в линии связи (Sink21) и спектр этого сигнала. Оценить степень перекрытия спектров сигналов различных передатчиков. Сделать выводы о возможности разделения сигналов, если допустимый уровень просачивания не должен превышать –20дБ в сравнении с энергией (мощностью) существенной части спектра полезного сигнала. Оценить возможности сближения частот несущих колебаний обоих передатчиков без нарушения условий частотного разделения. Обосновать значения несущих колебаний для случая допустимого перекрытия спектров на уровне –-20дБ. 5.Получить графики принятых сообщений на выходах приемников (Sink10,11) и сравнить их с передаваемыми (Sink12,13). Оценить время распространения сообщений по каналу связи. В отчете достаточно привести один из полученных графиков. 6.Установить среднеквадратическое отклонение Гауссова шума равным 0,1В и запустить модель на цикл моделирования. Получить график сигнала в линии связи (Sink21) и спектр этого сигнала. Выполнить п.5 “Хода выполнения работы”. Сделать вывод о возможности восстановления переданного сообщения. 7.Выполнить п.6 “Хода выполнения работы” для среднеквадратического отклонения Гауссова шума равного 0,3В и 1В. Сделать вывод о возможности восстановления переданного сообщения. Графики наблюдаемых сигналов для этого случая в отчете не приводить. 8  .Выполнить пп.1…8 “Хода выполнения работы” для второй модели системы, обрабатывающей дискретные сообщения. Исполняющий файл chrch1.svu (Рис.3). |
Похожие:
 | Металлургическая гидроаппаратура: Методические указания к лабораторным работам / Санкт-Петербургский государственный горный институт... | | Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по написанию программ на языке C. Работы проводятся с использованием... |
| Всі цитати, цифровий, фактичний матеріал та бібліографічні відомості перевірені, написання одиниць відповідає стандартам | | Дискретные структуры“, “Теория алгоритмов и вычислительных процессов“ (для студентов специальностей 050102 “Программное обеспечение... |
| Сироткин Ф. П. Расчет параметров режимов сварки: Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине «Технология... | | Сироткин Ф. П. Расчет параметров режимов сварки: Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине «Технология... |
| Методические указания к курсу "Основы автоматизации проектирования сложных объектов и систем" (для студентов специальности 22. 04)... | | Учебная дисциплина «Теория менеджмента (история управленческой мысли, теория организации, организационное поведение)» изучается в... |
| Методические указания предназначены для выполнения курсовых работ по дисциплине «Анализ хозяйственной деятельности» для студентов... |  | Методические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине |