Курсовая работа по дисциплине:

Теория электрической связи

Вариант 94

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Кафедра ТОСиР

Выполнил:

студент группы МТ-95

Кямяря Алексей

Номер зачетной книжки:

090594

Санкт-Петербург 2011 год

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 1

ЗАДАНИЕ 2

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ И АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 3

ЦИФРОВОЙ СИГНАЛ И ДИСКРЕТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 5

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО СИГНАЛА ПО ДИСКРЕТНЫМ ОТСЧЕТАМ 8

АНАЛОГОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ И ЛИНЕЙНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ 11

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ВИДАМИ МОДУЛЯЦИИ 15

УГЛОВАЯ (ЧМ И ФМ) МОДУЛЯЦИЯ 16

ЛИТЕРАТУРА 20

Задание

Данная курсовая работа охватывает следующие разделы программы: общие сведения о системах электросвязи, математические модели сообщений и сигналов, методы формирования и преобразования сигналов.

Необходимо выполнить задание по разделам: цифровая система связи и аналого-цифровой преобразователь, восстановление непрерывного сигнала по дискретным отсчетам, детектирование сигналов с линейными видами модуляции, угловая (ЧМ и ФМ) модуляция.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Верхняя частота спектра аналогового сигнала F_В = 4 кГц.

Число уровней квантования L = 256.

Номер уровня j = 248.

Вид дискретной модуляции – ОФМ.

Коэффициент пропорциональности k = 1.35

Амплитуда модулирующего сигнала A = 2 В.

Частота F = 2.5 кГц.

Ф = 180 град.

Амплитуда U_н = 6 В.

Сигнал ОМ, детектор – синхронный.

K = 2.5 рад/В, A = 1.6 В, F = 3 кГц, n=2 F↓.

Цифровая система связи и аналого-цифровой преобразователь

Требуется:

1. Изобразить обобщенную структурную схему цифровой системы связи.

2. Кратко пояснить назначение всех элементов системы связи.

3. Изобразить аналого-цифровой преобразователь (АЦП), т.е. структурную схему устройства для преобразования непрерывного сигнала в дискретно-двоичный (цифровой) сигнал.

4. Нарисовать временные диаграммы, иллюстрирующие указанный процесс преобразования.

5. Рассчитать скорость передачи Vk двоичных символов на выходе АЦП при заданном числе уровней квантования L и верхней граничной частоте F_В источника непрерывных сообщений. Значения F_В и L по вариантам приведены в табл. П1.

Решение:

1. Структурная схема системы связи.

2. Назначение элементов системы связи.

Источник сообщения

Источник создает непрерывное сообщение Х(t) – случайный квазибелый стационарный эргодический процесс, мощность которого сосредоточена в области частот от 0 до Fв. Мгновенные значения процесса Х(t) равновероятны в интервале от а_min до а_max.

Аналого-цифровой преобразователь

Для передачи аналогового сигнала по цифровому каналу связи необходимо его преобразование в цифровой поток двоичных символов «0» и «1». Такое преобразование приводит к дискретизации процесса Х(t) с постоянным интервалом Δt (замене непрерывного сигнала x(t) последовательностью отсчетов его мгновенных значений в дискретные моменты времени x(t_i), i = 0, ±1, ±2, …) и квантованию – представлению полученных отсчетов в виде двоичных чисел, разрядность которых определяется заданной точностью.

Кодер

Кодер выполняет систематическое кодирование с одной проверкой на четность, образуя помехоустойчивый код (k+1,k). Поступающие на вхо кодека k-разрядные последовательности информационных символов преобразуются в (k+1)-разрядные кодовые комбинации, в которых к k информационным символам добавляются по одному проверочному символу. Сигнал B(t) на выходе кодера представляет собой случайный синхронный телеграфный сигнал.

Модулятор

В модуляторе случайный синхронный телеграфный сигнал производит модуляцию гармонического несущего колебания uн(t) = Ucos2πft в соответствии с видом модуляции.

Демодулятор

Демодулятор осуществляет когерентную обработку наблюдаемой реализации смеси сигнала и шума

_{Декодер и ЦАП}

Декодер канального кода (k+1,k) анализирует принимаемые кодовые комбинации длины k+1 и либо преобразует их в последовательности информационных символов длины k для последующего цифро-аналогового преобразования в уровень отсчета первичного сигнала , либо отказывается от последующего декодирования, выдавая сообщение об обнаружении ошибки.

Фильтр

Фильтр – восстановитель сглаживает сигнал ступенчатой формы, поступающий с выхода ЦАП, и тем самым обеспечивает восстановление формы передаваемого аналогового сигнала x(t) с минимально возможной погрешностью.

3. Схема АЦП.

АЦП, как правило, устанавливаются в цепях обратных связей цифровых систем управления для преобразования аналоговых сигналов обратных связей в коды, воспринимаемые цифровой частью системы. Т.о. АЦП выполняют несколько функций, таких как: временная дискретизация, квантование по уровню, кодирование.

Рис. 2. Структурная схема АЦП

4. Временные диаграммы.

Т

[Л1]

ак как в моем варианте число уровней квантования L = 256, то разрядность k двоичных чисел для цифрового выражения уровней квантования будет равна:

k = 8

5. Расчет скорости передачи Vk двоичных символов на выходе АЦП.

Найдем интервал дискретизации ∆t в соответствии с теоремой отсчетов, по формуле:

[Л1]

Разрядность k двоичных чисел для цифрового выражения уровней квантования была определена ранее и равна: k = 8

.Длительность Т каждого разряда кодовой комбинации

[Л1]

Таким образом, скорость передачи Vk двоичных символов на выходе АЦП равна:

[Л1]