Рефетека.ру / Коммуникации и связь

Курсовая работа: Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Кафедра: Мережі зв’язку


Курсова робота

по курсу: ”Теорія електричного зв’язку”

на тему: “Система передавання неперервних повідомлень із використанням ШІМ”


Виконав:

студент 3-курсу

Мелешкін О.В.


Харків – 2001

ЗМІСТ


Скорочення

Вихідні дані

Вступ

1. Аналіз аналогічних систем зв’язку

2. Аналіз статистичних характеристик і параметрів переданого повідомлення

3. Характеристики і параметри сигналів широко-імпульсної модуляції

4. Врахування перешкод в лінії зв’язку

5. Розрахунок характеристик приймача

6. Вибір схем модулятора і демодулятора

Вихідні дані

Висновок

Перелік літератури

СКОРОЧЕННЯ


АІМ – амплітудна–імпульсна модуляція

БКЗ – безперервний канал зв’язку

ВСШ – відношення сигнал - шум

ДП – джерело повідомлення

ОП – одержувач повідомлень

СКП – середньоквадратична похибка

ПДП – передаючий пристрій

ПРП - приймальний пристрій

ФНЧ – фільтр нижніх частот

ЧІМ – частотно–імпульсна модуляція

ШІМ – широтно–імпульсна модуляція

ВИХІДНІ ДАНІ


Безперервне повідомлення Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, що спостерігається на виході джерела повідомлення (ДП), являє собою реалізацію стаціонарного гаусовського випадкового процесу з нульовим середнім і відомою функцією кореляції Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції. Повідомлення передається в аналоговій формі змішаною системою зв'язку.

У передаючому пристрої (ПДП) системи на основі модулятора повідомлення відображається в сигнал широко імпульсної модуляції. Сигнал потім передається по вузько смуговому гаусовському безперервному каналу зв'язку (БКЗ).

У приймальному пристрої (ПРП) системи прийнята суміш сигналу і шуму Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції де модулюється.

Початкові дані для розрахунків приведені в таблиці 1, де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - потужність (дисперсія) повідомлення, Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - показник загасання функції кореляції, Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - постійна енергетичного спектра шуму БКЗ, Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - допустима відносна середньоквадратична похибка (СКП) відновлення повідомлення.


Таблиця 1

п/п

ДП ПДП НКЗ ОП

Функція кореляції повідомлення

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Засіб передавання

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


9 2.2 31 ШІМ 0,0030 0.13

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


ВСТУП


В останні 30 років у багатьох галузях науки і техніки науково - технічний прогрес супроводжується інтенсивним збільшенням об’ємів інформації, необхідної для керування промисловістю, сільським хазяйством, транспортом та ін.

В сучасному світі дуже швидке розвивається теорії й техніки зв'язку визначаються новими умовами і витікаючи ми з них, ще більш високими вимогами. Насамперед підвищуються вимоги до швидкості і достовірності передачі інформації. Достовірність і швидкість є найважливішими характеристиками сучасних систем зв'язку.

Імпульсні методи модуляції зараз знаходять своє саме широке застосування в техніки передачі, перетворення і реєстрації сигналів, тому що вони сполучать у собі високу поміхо стійкість і легкість демодуляції з малими витратами енергії на передачу. Широтно - імпульсна модуляція (ШІМ) у цьому плані займає особливе місце. Діапазон її використання дуже широкий — це могутні вентильні перетворювачі, підсилювачі потужності різної радіоапаратури, ключові стабілізатори напруги, системи передачі даних, апаратура розгортающего перетворення, системи точного магнітного запису, аналогові обчислювальні пристрої, фільтри й ін.

Початок загальної теорії передачі повідомлень був закладений в роботі В.А. Котельникова «Про пропускну здатність «ефіру» і дроту» (1933р.), в якій була сформульована і доведена теорема відліків, і в роботі Р. Хартлі «Передача інформації» (1928р.), в якій була введена логарифмічна міра інформації. Наступним великим кроком в розвитку теорії з'явилися фундаментальні роботи В.А. Котельникова по теорії потенційної завадостійкості (1946р.) і К. Шеннона по теорії інформації (1948р.). У цих роботах були сформульовані основні положення й теореми сучасної теорії передачі повідомлень.

Подальший розвиток теорія отримала в трудах А.А. Харкевича, Д.В. Агеєва, В.І. Сифорова, Д. Міддлтона і багатьох інших радянських і зарубіжних вчених. Великий вплив на розвиток теорії надали видатні математиці А.Н. Колмогоров, Н. Вінер, А.Я. Хинчин і інші.

У цей час розвитку теорії і впровадженню її в практику надається велике значення. Про високий рівень науки і техніки в області зв'язку свідчать такі досягнення, як створення найскладніших систем далекої і наддалекої космічної телекомунікації, систем зв'язку і телебачення з використанням штучних супутників Землі. У цих системах застосовуються використовуються магнітні широтно-імпульсні модулятори, є те, що вони легко узгоджуються як з аналоговими, так і з цифровими системами переробки інформації і можуть бути зв’язуючи ми ланками між цими системами. Нарешті, за допомогою схем на широтно-імпульсних модуляторах і логічних елементах можна створити аналого-цифрові (гібридні) інформаційні системи, які поєднують у собі позитивні якості аналогових і цифрових комплексів, оптимальні методи обробки сигналів і завадостійкі коди, що дозволяють виявляти і виправляти помилки, виникаючі в каналі.

Створення подібних систем було б неможливим без видатних успіхів сучасної теорії і техніки зв'язку.

1. АНАЛІЗ АНАЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ


В імпульсних системах передачі енергія сигналу випромінюється не безупинно (як при гармонійному переноснику), а у виді коротких імпульсів. Це дозволяє при той же загальної енергії випромінювання, що і при безупинному переноснику, збільшити пікову (максимальну) потужність в імпульсі і тим самим підвищувати поміхо стійкість прийому. Як переносник первинного сигналу b(t) в імпульсних системах зв'язку використовують періодичну послідовність відео і радіоімпульсів.

Періодична послідовність відео імпульсів


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції,


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції- форма одиночного імпульсу, характеризується наступними параметрами: висотою (амплітудою) h, тривалістю (шириною) tі ; частотою проходження Fи=1/Т (Т – період проходження); положенням імпульсів у часі щодо тактових крапок . Змінюючи один з перерахованих параметрів відповідно до зміни сигналу, що модулює, b(t), можна одержати чотири основних види імпульсної модуляції (ІМ) відео імпульсів: амплітудна – імпульсну модуляцію (АIМ), модуляцію імпульсів по ширині (ШІМ), частотно-імпульсну модуляцію (ЧIМ), час імпульсну модуляцію (ВІМ).

Неперервне повідомлення s(t) являє собою деякий процес (первинний сигнал), який на відміну від дискретного повідомлення у будь-який момент часу t набуває значення, що належить неперервній множині S, тобто s О S. Реалізації переданого повідомлення можуть неперервне змінюватися у часі й набувати будь-якої форми. Такі повідомлення зустрічаються наприклад, у телефонії, радіомовленні, телебаченні та ін. Неперервні повідомлення можуть передаватися безпосередньо або з допомогою модуляції. У першому випадку переданий сигнал (сигнал в лінії зв’язку) пропорційний переданому повідомленню


x(t)=ks(t),


де к – стала величина, що характеризує підсилення або ослаблення повідомлення у передавальному пристрої системи електрозв’язку. У другому – сигнал є деякою функцією передавального повідомлення: x(t)=x[t,s(t)], x О X (Х – множина значень переданого сигналу). Для сигналів, таких як ЧМ і ФМ, залежність х від s нелінійна, а при АМ, БМ та ОМ – лінійна. Тому відомі види модуляції розділяють на лінійні і нелінійні. Згідно з класифікацією, введеною Котельниковим, розрізняють також прямі і непрямі види модуляції. Прикладами сигналів з прямим видом модуляції є сигнали АМ, ОМ, ФМ. У цих сигналах передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] безпосередньо без будь-яких перетворень. Прикладом сигналу з непрямим видом модуляції є сигнал ЧМ, в якому передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] не безпосередньо, а під знаком інтеграла, тому такий вид модуляції часто називають інтегральним.

Наявність спотворень і завад у каналі зв’язку призводить до того, що за прийнятим сигналом приймач не точно відновлює передане повідомлення. Проте, як і при передаванні дискретних повідомлень, за відомих статистичних характеристик джерела повідомлень і каналу зв’язку, можна поставити питання про побудову приймального пристрою (демодулятора), який найкращим (оптимальним) способом обробляє результати спостережень, що забезпечить потенціальну завадостійкість системи передавання неперервних повідомлень. Теоретичною основою оптимального приймання неперервних повідомлень є математична теорія фільтрування.

Структурна схема системи електрозв'язку представлена на рисунку 1.1

Вона складається з джерела повідомлень (ДП), модулятора, безперервного каналу зв'язку (БКЗ), демодулятора і одержувача повідомлення (ОП). Кожна з вказаних частин системи містить ще цілий ряд елементів. Зупинимося на них детальніше.

Джерело повідомлень - це деякий об'єкт або система, інформацію про стан або поведінку якого необхідно передати на відстань. Причому під об'єктом мають на увазі людину, ЕОМ, автоматичний пристрій або що-небудь інше. Інформація, що передається від ДП є непередбаченою для одержувача. Тому кількісну міру інформації, що передається за системою в теорії електрозв'язку виражають через статистичні (ймовірності) характеристики повідомлень (сигналів). Повідомлення - є фізична форма представлення інформації. Часто повідомлення представляють у вигляді струму або напруження, які змінюються у часі, відображаючи інформацію, що передається.

У ПДП повідомлення спочатку фільтрується з метою обмеження його спектра деякою верхньою частотою Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції. Зазначимо, що фільтрація пов'язана з внесенням похибки Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, що відображає ту частину повідомлення, яка подавляється ФНЧ.

Модулятор – пристрій призначений для узгодження джерела повідомлень з лінією зв'язку, що використовується. Модулятор формує сигнал який являє собою електричне або електромагнітне коливання, здатне розповсюджуватися по лінії зв'язку і однозначно пов'язане з повідомленням, що передається. Сигнал на виході модулятора створюється внаслідок модуляції – процесу зміни одного або декількох параметрів переносника згідно із законом моделюючого сигналу.

Для запобігання внесмугових випромінювань в одно канальному або при організації багатоканального зв'язку, а також для встановлення необхідного ВСШ на вході приймача, сигнал фільтрується і посилюється у вихідному каскаді ПДП.

Сигнал Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції з виходу ПДП поступає в лінію зв'язку, де на нього накладається перешкода Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції. На вхід ПРП впливає суміш Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції переданого сигналу і перешкоди. Тут, у вхідному каскаді ПРП Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції фільтрується і подається на демодулятор.

При демодуляції з прийнятого сигналу виділяється закон зміни інформаційного параметра.

У системах передачі безперервних повідомлень вірність (якість) передачі вважається задовільною, якщо сумарна відносна СКП відновлення не перевищує допустиму, тобто Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції.

За даною схемою, особливості визначення завадостійкості передавання неперервних повідомлень включають такі особливості:

оцінюється вірогідність прийняття рішення у найскладнішій задачі приймання, а саме задачі фільтрування (відновлення переданого повідомлення із спотвореного шумами спостережуваного сигналу;

корисними перетвореннями неперервних повідомлень на сигнали і навпаки у процесі передавання є модуляція і демодуляція, а тому по суті оцінюється завадостійкість способу модуляції і демодуляції є й інші корисні та паразитні перетворення від виходу модулятора до входу демодулятора, які впливають на якість фільтрування.

Перелічені особливості передавання неперервних повідомлень призводять до того, що ускладнюється розв’язання задачі синтезу оптимальних приймачів і оцінки їх завадостійкості. Тому конкретні задачі оптимального приймання ставлять так, щоб використати накопичений досвід і результати, отримані при визначенні завадостійкості системи передавання дискретних повідомлень.


2. АНАЛІЗ СТАТИСТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК І ПАРАМЕТРІВ ПЕРЕДАВАЄМОГО ПОВІДОМЛЕННЯ


За умовою курсової роботи вихідне безперервне повідомлення Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції являє (зображає) собою стаціонарний гаусовский випадковій процес з нульовим математичним чеканням ( Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, де М – знак статистичного усереднення по безлічі реалізації), потужність Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і функція кореляції Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції якого задані в табл. 1.

Гаусовский (нормальний) випадковий процес у будь - який момент часу характеризується одномірної ФПВ наступного (такого) виду:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.1)


В часовій і спектральній областях стаціонарний випадковий процес визначається, відповідно, функцією кореляції Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і спектральній щільності потужності чи енергетичним спектром Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції. . Ці характеристики зв'язані парою перетворень Вінера - Хінчина:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.2)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.3)


Враховуючи, що для стаціонарного випадкового процесу обидві ці функції дійсні і парні, тоді відношення (2.2 і 2.3) можливо записати у такому вигляді:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.4)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.5)


Функція кореляції згідно з вихідними даними має такий вигляд:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції (2.6)

Тепер підставимо відомі величини у формулу (2.6)


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції (2.7)


По (2.7) побудуємо графік функції кореляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Рис. 2.1 – Функція кореляції Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


Тепер згідно (2.4) розрахуємо спектр щільності потужності повідомлення:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.8)


Побудуємо графік спектра щільності потужності повідомлення згідно з виразом (2.8)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Рис. 2.2 – Спектр щільності потужності повідомлення Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


По функції Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції знаходимо енергетичну ширину спектра Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, за формулою (2.9):


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції (2.9)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - максимальне значення енергетичного спектру.

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Ширина спектра - це область частот, у якій зосереджена основна частка енергії повідомлення (сигналу); інтервал кореляції це - проміжок часу між перетинами випадкового процесу, у межах якого ще спостерігається їхній взаємозв'язок (кореляція), при Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції- цим взаємозв'язком (кореляцією) зневажають.


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.10)


По функції кореляції Ва(t) знайдемо інтервал кореляції tк по формулі:

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.11)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


Тепер підставимо відомі величини у формулу (2.11) і вичислимо Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.12)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


Вихідне повідомлення перед його аналого-цифровим перетворенням пропускається через ідеальний ФНЧ. Фільтрація - це лінійне перетворення.-Тому відгук Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції ФНЧ на гаусовский вплив буде також гаусовским випадковим процесом з нульовим математичним чеканням Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і потужністю, обумовленої зі співвідношення:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.13)


Потужність відгуку розраховуємо по формулі:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.14)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції


Тепер підставимо відомі величини у формулу (2.14) і вичислимо Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.15)

Тут враховано, що амплітудно-частотна характеристика ідеального ФНЧ дорівнює одиниці в смузі частот Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і нулю поза цією смугою. Крім того, його смуга пропущення Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції прийнята рівній енергетичній ширині спектра повідомлення Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції відповідно, нижня і верхня частоти, що для умов домашнього завдання рівні Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції . Звідси частота зрізу ИФНЧ дорівнює Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції . Це говорить про те, що відгук ИФНЧ є обмеженим по спектрі повідомленням. У ньому не містяться складові вихідного повідомлення на частотах Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції. Кількісно ці втрати при фільтрації повідомлення характеризують середньо квадратичну похибкою (СКП):

Середньо квадратичну похибку знайдемо по формулі:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.16)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції (2.17)


Дане значення похибки фільтрації перевищує допустиме значення загальної похибки dдоп. Для його зменшення збільшимо енергетичну ширину спектра – Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції Гц. Тоді:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.18)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.19)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(2.20)

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ І ПАРАМЕТРИ СИГНАЛІВ ШИРОТНО-ІМПУЛЬНОЇ МОДУЛЯЦІЇ


Система зв’язку виконує функцію передавання повідомлення від джерела повідомлень, як правило, безпосередньо не може бути переданий по каналу зв’язку. Основна причина цього – його відносна низькочастотність. Модуляція служить для перенесення спектра сигналу на досить високу частоту.

Другим класичним після гармонічного носія є носій у вигляді періодичної послідовності відео імпульсів:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.1)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - максимальне значення імпульсу; Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - функція, що описує поодинокий імпульс; Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - період повторення імпульсів з тривалістю Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, ( Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції , звичайно Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції); Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - часовий зсув імпульсу при Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - відносно початку координат.

Якщо тривалість імпульсу Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції змінюється відповідно до моделюючого повідомлення, маємо широтно-імпульсну модуляцію. У цьому разі сигнал ШІМ зручно записати так:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.2)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - імпульс прямокутної форми;

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - функція Хевісайда (функція включення);

Періодична послідовність імпульсів ряд Фур`є:

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.3)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - поодинокий прямокутний імпульс; Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції; Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції та Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції визначають положення переднього та заднього фронтів кожного імпульсу.

При тональній модуляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.4)


Підставимо (3.4) у співвідношення (3.3), одержимо зображення сигналу ШІМ у вигляді:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.5)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - функція Бесселя n – го порядку аргументу (Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції)


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.6)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляціїСистема передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.7)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.8)


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - початкова фаза

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Рис. 3 - Сигнал f(t)


Період дискретизації:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.9)


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції Виберемо: K=4

Тоді:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.10)


Знайдемо власну частоту імпульсів:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.11)


Знайдемо тривалість імпульсів:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.12)


де q - cкважність повинна бути значно більше 1, тоді, беремо Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції:

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляціїСистема передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.13)


Використавши табличні значення функції Бесселя знайдемо:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.14)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - амплітуда бічних гармонік, що потрапили в смугу пропускання фільтра.


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.15)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.16)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.17)


Для того, щоб передати сигнал в лінію зв’язку треба використати подвійну модуляцію ШІМ –АМ.

Ширина спектра широко – імпульсного модульованого сигналу визначається по формулі:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.18)


Ширина спектра сигналу в лінії зв’язку визначається по формулі:

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(3.19)


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції

Рис. 3.1 - Випадковий процес з Гаусовським розподілом, модуляція ШІМ

4. ВРАХУВАННЯ ПЕРЕШКОД В ЛІНІЇ ЗВ'ЯЗКУ


Модель вузько смугового гаусовського безперервного каналу зв'язку можна представити у вигляді: вхідний ідеальний гаусівський фільтр, лінія зв'язку без втрат з адитивною гаусівською перешкодою (білим шумом), вихідний смуговий фільтр. Центральні частоти смугового фільтра співпадають з частотою переносника, смуги пропущення смугового фільтра співпадають з шириною спектра сигналу. У смузі пропущення коефіцієнт пропущення смугового фільтра приймаємо рівним одиниці.

Перешкода з рівномірним спектром - білий шум. Спектр щільності потужності її рівний:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.1)


Потужність гаусовського білого шуму Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції в смузі пропущення смугового фільтра геометрично знаходиться як площа прямокутника з висотою Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції і основою Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції.


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції,(4.2)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - ширина спектра.


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.3)


Оскільки це значення набагато перевищує допустиме значення, то аналізуючи аналогічні системи приймемо Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції, тоді:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.4)

Тепер знайдемо похибку Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.5)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.6)


Пропускна спроможність каналу зв'язку:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(4.7)


5. РОЗРАХУНОК ХАРАКТЕРИСТИК ПРИЙМАЧА


Завадостійкість систем передачі безперервних повідомлень оцінюється виігришем:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.2)


де Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції- відношення сигнал/шум на виході приймача;

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції - відношення сигнал/шум на вході приймача.

Для систем ШІМ - АМ виграш при оптимальному прийомі визначається так:

реальний:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.3)

оптимальний:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.4)


де П – пік фактор. Підставивши значення отримуємо:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.5)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.6)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.7)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.8)


Розрахуємо епсілон – ентропію:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.9)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.10)


Загальна похибка Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції:


Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.11)

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції(5.12)


Як і бул

6. ВИБІР СХЕМ МОДУЛЯТОРА І ДЕМОДУЛЯТОРА


Функціональна схема модулятора:

Модулятор, що здійснює широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ - модулятор), є одним з основних і специфічних вузлів усіх систем із ШІМ.

Широтно-імпульсні модулятори по методу перетворення вхідного сигналу можна розділити на пристрої розгортаючого і слідкуючого перетворення. Модулятори що стежать (чи компенсаційного) типу використовуються в асинхронних системах із ШІМ. Володіючи високими метрологічними характеристиками, модулятори компенсаційного типу мають разом з тим малу швидкодію, тому область їхнього застосування обмежується в основному вимірювальними перетворювачами постійного і змінного струму.

У синхронних системах із ШІМ використовуються звичайно модулятори розгортаючого типу, що дозволяють формувати ШІМ - послідовність заданого виду і роду. Розглянемо модулятори однотактной ШІМ. Один з основних підходів до побудови структурної схеми ШІМ - модулятора розгортаючого типу, (чи просто ШІМ - модулятора) виходить безпосередньо з геометричної інтерпретації принципу формування того чи іншого виду. Структурна схема модулятора ШИМ представлена на мал. 6.1. Сигнал розгорнення f(t) з генератора розгорнення ГР порівнюється в схемі порівняння СС із вхідним сигналом x(t). У моменти рівності f(f) і x(t) CC збуджує будувач імпульсів Ф, на виході якого формується ШІМ - послідовність y(t).

Функціональна схема демодулятора:

Демодуляція сигналів ШІМ-АМ відбувается у два етапи. Спочатку виконуется демодуляція АМ, а потім демодуляція ШІМ.

ВИХІДНІ ДАННІ


Таблиця 2




Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



С

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції



ВИСНОВОК


У даній курсовій роботі був зроблений розрахунок системи передачі безперервних повідомлень, який включив в себе розрахунок параметрів повідомлення на всіх етапах його перетворення і вибір схем модулятора і демодулятора. Так само була зроблена кількісна оцінка деяких інформаційних параметрів.

Кінцевим результатом роботи з'явилася знайдена похибка яка не перевищує допустиме значення, а також усі потрібні параметри були розраховані і занесені у таб.2

ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ


Омельченко В.О., Санніков В.Г. Теорія електричного зв’язку. Під ред. В.О. Омельченка. – К.: ІСДО, 1994 – Ч.1.

Омельченко В.О., Санніков В.Г. Теорія електричного зв’язку. Під ред. В.О. Омельченка. – К.: ІСДО, 1995 – Ч.2.

Омельченко В.О., Санніков В.Г. Теорія електричного зв’язку. Під ред. В.О. Омельченка. – К.: ІСДО, 1997 – Ч.3.

Слепов Н.Н., Дроздов Б.В. Широтно – імпульсна модуляція: Під ред. А.А. Булгакова. – М.: Енергія, 1978. – 192 с.

Єремєєв І.С., Забарний А.І. Широтно – імпульсні магнітні модулятори. – Київ - Видавництво “Техніка”. 1967.

Верзунов М.В. Однополосна модуляція у радіозв’язку. – М.: Военіздат, 1972.

Методичні вказівки до курсового проектування по курсу ТЕЗ, для студентів факультету ТКВТ.

Похожие работы:

  1. • Моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной ...
  2. • Розрахунки й оптимізація характеристик систем електрозв"язку ...
  3. • Розрахунки й оптимізація характеристик систем електрозв"язку ...
  4. • Структурні схеми каналів зв"язку
  5. • Модуляция и демодуляция
  6. • Перетворювач опір - тривалість імпульсу
  7. • Особливості математичних моделей мереж зв'язку
  8. • Широтно-импульсный модулятор
  9. • Основні положення статистичного моделювання систем зв'язку
  10. • Проект гелеоисточника для энергохозяйства
  11. • Проектування автоматизованого електропривода візка ...
  12. • Управление электроснабжением потребителей электроэнергии на ...
  13. • Комп"ютерна електроніка
  14. • Модуляція оптичного випромінювання
  15. • Расчет однотактного обратноходового преобразователя ...
  16. • Проект лабораторного стенда по изучению частотного ...
  17. • Спутниковое телевидение
  18. • Система управления силовой установкой гибридного автомобиля
  19. • Разработка устройства, предназначенного для ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com