Лабораториялық жұмыс №3.Сигналдар. Генерация, түрлендіру және талдау.(4сағат)

Жұмыс мақсаты: Байланыс каналы бойынша ақпарат жеткізетін сигналдардың қасиеттерін зерттеу және параметрлерін анықтау, Фурье қатары бойынша түрленуін зерттеу.

Жұмыс тапсырмасы: Танысу:

-Ақпаратты беру кезінде қолданатын сигналдармен және олардың математикалық сипаттау әдістерімен;

-Сигналдардың Vissim және Matcad бағдарламаларында зерттеу принциптерімен;

Орындау:

-Сигналдардың қасиеттерін зерттеу үшін виртуалды лабораториялық стендтің моделін жасау;

-Тікбұрышты импульстердің басқару генераторларының ретінің жұмыс қабілетін тексеру;

-Синусоидалы сигналдардың басқару генераторларының жұмыс қабілетін тексеру.

Дағдылану:Сигналдарды зерттеу бойынша тәжірибе қойылымына.

Жұмыс барысы:

1.Генераторларды зерттеу. Тәжірибе жүзінде жұмыстың барысы зерттеуші арқылы берілген генератор сигналдарының параметрлерінің мәндерін осциллограф арқылы шығарылған нәтижемен салыстыру.

2. Тікбұрышты импульстердің және синусоидалы сигналдардың генератор реттілігінің жұмыс қабілетін тексеру, олардың басқару органдарының жұмыс істеу дұрыстығын тексеру

3.Vissim жіберу

4.Приложениядан Signals.vsm виртуалды лабораториялық стендің ПТИ лаб_2 папкасына жүктеу

5. Осциллограмма бойынша сигналдардың амплитудасын, жиілігін, периодың және синусоидалы сигналдың фазасын өзгерту және анықтау. Өлшеу нәтижелері бар кестені есеп беруге салу

6. Жұмыс нәтижесі бойынша қорытынды шығару.

Зертханалық жұмыс№4.Кез келген сигналдардың мінездемелері мен құрамын зерттеу. (4 сағат)

Жұмыстың мақсаты:Тақырып бойынша өткен дәрісті қорытындылау. Кез келген үрдістің тәжірибелік нәтижелерінің сандық мінездемелерінің есептер жұмысы:

Математикалық күту, дисперсиялар, корреляционды функциялар мен корреляция коэффиценті.

Тәжирибелік қосымшаларға арналған кез келген үрдістің сандық мінездемелері келесі параметрлерге ие:

Тапсырма.Х1,Х2,Х3,Х4,Х5 кез келген үрдістер берілген. Екі кез келген үрдістің сандық мінездемелерін есептеу және корреляционды функцияларды құрастыру .

1. Математикалық күту (t)=M немесе =

2. Дисперсия

3. Орташа квадраттық ауытқу

4. Стационарлы кез келген үрдістің корреляционды функциясы

5. Корреляция коэффиценті

Есептердің нәтижелері бойынша бойынша корреляциондық график құрастыру. Есеп беру әзірлеу. Кез келген үрдістердің корреляциондығы жөнінде зертханалық жұмысқа қорытынды дайындау.

Зертханалық жұмыс №5 (2сағат).Ақпаратты жіберу жылдамдығы мен байланыс каналының өткізу қабілетін анықтау.

Жұмыстың мақсаты:Ақпаратты жіберу жылдамдығы мен байланыс каналының өткізу қабілетін есептеуді үйрету.

Өткізу қабілеті (немесе байланыс каналының сыйымдылығы) берілген байланыс каналы бойымен ақпаратты жіберудің максималды жылдамдығы болып табылады:

Екілік код үшін:

Байланыс каналының өткізу қабілеті ақаулар болған жағдайда шартты энтропия және хабарлама көзі энтропияларының айырымына секундта түскен n белгілер санын көбейткенге тең:

Немесе

Тапсырма:Хабарлама екілік код түрінде жіберіледі, жіберу уақыты 0=1сек, 1=5сек сәйкес импульс ұзақтығы. Р₀=37 «0» символдың пайда болу мүмкіндігі, «1» Р₁=63 символдың пайда болу мүмкіндігі осыған тең болғандағы жіберу жылдамдығын анықтау.

Шешімі:

мұнда

Негізгі әдебиеттер: 1[104-114]; 4[12-15];

Бақылау сұрақтары:

1. Техникалық жылдамдық түсінігін анықтаңыз.

2. Ақпараттың негізгі құрылысын атаңыз.

3. Байланыс каналының өткізу қабілеті түсінігінің мағынасын ашыңыз.

Зертханалық жұмыс №6. Периодты сигнал мен Фурьенің қатарының сомасын салыстыру (2 сағат)

Тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігінің спектрін анықтау.

Жұмыс периодты сигналдың әділдігінің тексеру мақсатында іске асады, бұл жерде тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігі, жиілігі бар, периодты сингалдың аппроксимация жиілігі бар синусоидалы сигнал қосындысы түрінде, яғни Фурье қатарының ауқаттылығы.

Тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігі үшін Фурьенің қатарының формуласы арқылы амплитуда мен гармониканың бастапқы фазасын есептеу:

(3.1)

Сур. 3.2. Маткада жұмыс ауданының түсірілімі. Спектрдің параметрінің есептелімі және 10 тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігінің қосылғышынан тұратын молтақ спектрдің құрылысы.

Сұлбаны жинақтау(Spectr.vsm файлынан сақтауға болады). ТСИ курсында бірінші жұмыстың файлын жаңа атаумен, айталық Spectr Stud _.vsm немесе Spectr Sergaz _.vsm деген атаумен сақтау: Синусоида қосындысы тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігіне жақындайтынын көрсету.

Ескерту. Неғұрлым Фурьенің (3.1) қатарының формуласында сигнал бір ғана косинусоида қосындысы түрінде ұсынылған, соғұрлым мақсатты түрде гармониялық сигналдың генераторларын түрінде салып беру:

Сур. 3.3 (анимация, 4 кадр). Қосылғыштың санының өсуі косинусоид қосындысының тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігіне жақындатады.

Синусоид сомасын тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігіне жақындату үшін қанша синусоида (спектрдің дискреті) керек? Сол сан импульстың скважностьына q = T/ τ қалай байланысты?

Гармониканың қосындысы дәлме-дәлділікпен осы тізбектілікті ауыстырғанда тіктөртбұрыштың импульсының тізбектілігінің спектрінің жолағының ең төмен ені қандай?

Модельдің сұлбасы мен экранның суретін дербес қалтада, ТСИ_Лаб_1 қалташасында сақтау. Суретті есеп беруге енгізу.

Эксперименттің нәтижелерін саралау және қорытынды жасау.Оларды есеп беруге енгізу.

Зертханалық жұмыс №7(2 сағат). Дискреттік есептеулер бойынша үздіксіз сигналды қайта құру. Котельников теоремасын қолдану.

Жұмыс мақсаты: Тақырып бойынша дәрісте өтілген ақпаратты бекіту.Дискретті есептеулер бойынша үздіксіз сигналды қайта құру туралы практикалық дағдылану. Котельников теоремасын қолдануды үйрену.

Котельников теоремасы үздіксіз функцияны Котельников қатарына келтіру мүмкіндігіне негізделген:

(1)

Мұнда -қима жиілігі

-торлы функцияны құратын есептеулер тізбегі.

-g_k(t) базистік функцияның жүйесі бойымен Котельников қатарына келтіріледі, сонымен қатар уақыттың дискретті мезеттерінде коэффициент мәні тең болады.

Тапсырма: Байланыс каналы бойымен торлы функцияның мәндері жіберілсін. Бастапқы үздіксіз функцияны қайта құру үшін (1) Котельников интерполяциялық қатарын пайдаланамыз.

қоямыз.

Сумманы есептеу k=1…6, яғни n=6

Дискретизация аралығы

Сигналдың пайда болу уақыты: 0,2 қадаммен 0-ден 9-ға дейінгі секунд

вариант бойынша берілген:

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5
-1,-2,6,5,2,0	1,7,3,5,2,0	-1,-3,6,12,5,2	3,5,2,7,8,2,0	1,6,5,0,5,2

Берілген есептеулер бойынша әрбір к үшін график және ақырғы қайта құрылған сигналын құру.

MATLAB-та дискреттік есептеулер бойынша үздіксіз сигналдың қайта құру графигін тұрғызу кезінде pulstran функциясы қолданылады. Ол сигналды берілген кідірістер мен көбейткіштері бар туынды формалы импульстердің ақырғы мәндердің суммасы түрінде құруға мүмкіндік береді, есесіне ол оны дискреттік есептеулерді қайта құрылған сигналдар графиктерін тұрғызу кезінде ыңғайлы етеді.

Бақылау сұрақтары:

1. Дискретизация және кванттау үрдістерінің мәндері неде?

2. Дискреттеу есептерінің ортақ құрылымын құру.

3. Котельников теоремасын құру.

4. Сигналды қайта құрудың орташа квадраттық критерийі дегеніміз не?

5. Кванттау шуы дегеніміз не?