На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Теория электрической связи

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 05.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
     Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования
     ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
     (ЧитГУ)
     Институт  переподготовки и повышения квалификации
     Кафедра  “Физика и техника оптической связи” 
 
 
 
 
 
 
 

     Курсовая  работа
     по  дисциплине: теория электрической связи
     вариант №20 
 
 
 
 
 
 

                                                                               Выполнил ст. гр. ТКС – 07
                                                          Шендрик Е. А.
                                                                            Проверил преподаватель:
                     
Чита 2009
     Содержание   
     Введение……………………………………………………………………. 3
    Задание на курсовую работу………………………………………. 4
    Источник сообщений……………………………………………….. 8
    Дискретизатор……………………………………………………... 10
    Кодер…………………………………………………………………13
    Модулятор………………………………………………………….. 15
    Канал связи………………………………………………………… 21
    Демодулятор……………………………………………………….. 23
    Декодер……………………………………………………………... 26
    Фильтр-восстановитель…………………………………………… 28
    Амплитудный модулятор………………………………...………… 31
    Амплитудный демодулятор………………………………………... 32
     Заключение……………………………………………………………….. 33
     Список  источников……………………………………………………..…34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
     В теории электрической связи рассматриваются  вопросы преобразования сообщений в электрические сигналы, преобразование и передача сигналов включающих в себя вопросы генерирования сигналов, кодирования модуляции, помехи и искажения сигналов, оптимального приема, помехоустойчивости кодирования, повышение эффективности систем связи и т.д.
     Для успешной творческой работы в области производства и эксплуатации средств связи, современный инженер должен быть в достаточной степени знаком с вопросами преобразования сообщений и сигналов и дать количественную оценку, знать состав сигналов их спектральный анализ, способы преобразования сигналов в передатчике и приемнике. Методы передачи непрерывных и дискретных сигналов, способы повышения верности передачи сигналов.
     Предмет «Теория электрической связи» устанавливает  качественные и количественные характеристики информации, формирует условия согласования источников информации с каналами связи, для повышения помехоустойчивости передачи сигналов по каналам связи с помехами использует способы применения корректирующих кодов и систем передачи с обратной связью, рассматривает вопросы оптимального детектирования сигналов. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задание на курсовую работу
     Рассчитать  основные характеристики системы передачи сообщений, включающий в себя источник сообщений, дискретизатор, кодирующее устройство (кодер), модулятор, канал связи, демодулятор, декодер и фильтр-восстановитель.
Таблица 1. Исходные данные для расчета:
Параметр Обозначение Величина
Нижняя  граница интервала значений сигнала  a(t) amin OB
Верхняя граница интервала значений сигнала  a(t) amax 7 В
Частота ограничения спектра сигнала  a(t) FB 60*10 3Гц
Номер квантования J 31
Вид модуляции   ДАМ
Спектральная  плотность средней мощности шума No 2,5*10-7 Гц
Шаг квантования дискретизатора 0,14В
Прием сигнала с неопределенной фазой   Нет
 
Задание 1. Структурная схема системы связи и назначение ее элементов.
     Данная  курсовая работа (далее - работа) посвящена  расчету основных характеристик  Системы Передачи Сообщений - совокупности технических средств, обеспечивающих формирование канала передачи, и является важным практическим шагом на пути освоения курса Теории Электрической Связи, а значит и на пути формирования технического образования студентов.
     Напомним, что каналом передачи называют совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу электрических сигналов с ограниченной мощностью и в ограниченной полосе частот (т.е. с ограниченной скоростью), электрическим сигналом (далее - сигнал) в общем смысле называется изменяющееся во времени и пространстве параметры электромагнитного поля. Поясним, что под модуляцией понимается процесс изменения тех или иных параметров одного сигнала под воздействием каких-либо параметров другого.
     В случае если в качестве передаваемого  сигнала используется синусоидально изменяющееся напряжение или ток, его параметрами можно считать амплитуду и полную фазу, содержащую в себе частоту и начальную фазу.
Рисунок 1.1  Временные диаграммы сигналов: 

      Заметим, что аналитически сигналы  есть функции от времени и бывают дискретными и непрерывными или аналоговыми (рисунок 1.1).. Если сигнал как функция u(t) принимает только определенные дискретные значения и (например, 0 и 1), то он называется дискретным или, точнее, дискретным по состояниям. Если же сигнал может принимать любые значения в некотором интервале, то он называется аналоговым или непрерывным по состояниям. Под дискретным по времени сигналом необходимо понимать сигнал, заданный не на всей области значений времени, а только в определенные моменты tu. Рисунок поясняет эти отличия. Здесь а — сигнал непрерывный по времени и по состояниям, б - дискретный по состояниям и по времени сигнал, в - непрерывный по состояниям и дискретный по времени сигнал, г - сигнал дискретный и по состояниям, и по времени.
     Поскольку заранее известный (детерминированный) сигнал не может нести никакой информации, то все сигналы, рассматриваемые нами в курсе ТЭС и работе являются случайными процессами.
     Длительностью сигнала Тс будем считать интервал времени в пределах которого он существует, его динамическим диапазоном Dc - отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи. За ширину спектра сигнала Fc примем диапазон частот, в пределах которого сосредоточена основная его энергия. Отметим, также, что в технике связи спектр сигнала часто сознательно сокращают, т.к. аппаратура и линии связи имеют ограниченную полосу пропускаемых частот. Сокращение спектра осуществляется исходя из допустимых норм искажений сигнала. Так, например, в качестве частотного диапазона речевого сигнала в связи полагаем полосу от 300 Гц до 3.4 кГц.
     Напомним, также, что под термином сообщение мы будем понимать совокупность знаков (символов), содержащих ту или иную информацию, подлежащую передачи на расстояние
     Рассмотрим далее структурную схему Системы Передачи Сообщений и ее основные элементы (рисунок 2).
Рисунок 1. 2 Структурная схема СПС и ее основные элементы.
    На рис.1.2 приведена  структурная схема системы передачи непрерывного сообщения методом  импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Она позволяет решить проблему передачи непрерывного сообщения по дискретному каналу связи (ДКС). Данная схема состоит из источника сообщений (ИС), аналого-цифрового преобразователя (АЦП), фазового модулятора, двоичного дискретного канала связи (ДКС), фазового детектора (прием некогерентный), цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и получателя сообщений (ПС).
     Источник  cообщений – объект, которому необходимо передать некое сообщение в виде сигнала a(t).
     Дискретизатор – устройство, которое по теореме Котельникова заменяет непрерывное сообщение на множество его мгновенных значений.
     Квантователь - устройство, которое квантует непрерывное  сообщение на множество его мгновенных значений по уровню
     Кодер – устройство в котором последовательность элементов сообщения заменяется последовательностью кодовых символов.
     Модулятор – устройство в котором первичный  сигнал преобразуется во вторичный (высокочастотный) сигнал пригодный  для передачи по используемому каналу.
     Канал cвязи - обеспечивает физический перенос сигнала на расстоянии по линии связи, внося в него при этом шумы и искажения.
       Демодулятор  – обрабатывает  принятое колебание и восстанавливает  переданное сообщение.
     Декодер – устройство, предназначенное для  преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов.
     Фильтр-восстановитель – Фильтр Нижних Частот (далее ФНЧ), устройство в котором восстанавливается  непрерывное сообщение по квантованным значениям.
     Линией  связи называется среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику. При передаче сигнал может искажаться и на него  могут накладываться шумы n(t).
     Для непрерывных каналов связи характерно: во-первых, линейность – тогда выходной сигнал является суперпозицией передаваемого  сигнала и помехи, во-вторых, наличие  помех на выходе канала, даже если на его вход не поступает сигнал, в-третьих, сигнал при передаче по каналу связи претерпевает задержку по времени и затухание по уровню. В реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и, нередко, изменением параметров канала во времени.
     Практически в любом диапазоне частот имеют  место внутренние шумы аппаратуры.
     Шум бывает аддитивным (зашумленный сигнал есть арифметическая сумма полезного  сигнала и шума, существующего  во времени постоянно) и мультипликативным (то же, только наличие шума в канале в каждый момент времени определяется случайным процессом).
Источник  сообщений - это некий объект или  система (подразумевается либо человек, либо ЭВМ, либо автоматическое устройство или что-либо другое), информацию о состоянии или поведении которого следует передать на определенное расстояние. Информация передаваемая от ИС является непредвиденной для получателя. Поэтому количественную меру передаваемой по системе связи (СС) информации в теории электрической связи выражают через вероятностные характеристики сигналов (сообщений). Сообщение - это форма представления информации. Например информация может быть представлена в изменении тока или напряжения на выходе какого-либо устройства под действием порождающих факторов.
В ФНЧ (фильтре  нижних частот) сообщение (сигнал) вначале  фильтруется с целью ограничения  его спектра некоторой верхней  частотой . Полученный таким образом сигнал в дальнейшем необходим для представления его в виде последовательности отсчетов , наблюдаемых на выходе дискретизатора. Далее отсчеты сообщения квантуются по уровню в АЦП. Уровень квантования зависит от разрядности АЦП. Чем больше разрядность АЦП, тем с большей достоверностью преобразуется исходный аналоговый сигнал, действующий на вход АЦП. Например, на практике используют не более 16-ти разрядные АЦП, т.к. с увеличением разрядности увеличивается и время преобразования в кодовую комбинацию на выходе АЦП. Квантовые уровни затем кодируются двоичным безызбыточным кодом.
     Образовавшаяся  последовательность кодовых комбинаций образует сигнал ИКМ, который подводится к модулятору-устройству, предназначенному для согласования ИС с используемой линией связи. В модуляторе формируется  сигнал , способный распространятся по линии связи в виде электрического или электромагнитного колебания.
     Для необходимого отношения мощностей  сигнала и помехи (шума) на входе  приемника сигнал, прошедший по каналу связи с источником помех, фильтруется  и усиливается в выходных каскадах ПДУ (передающего устройства). Помехой называется любое случайное воздействие на сигнал, которое ухудшает верность воспроизведения передаваемых сообщений. В проводных каналах связи основным видом помех являются импульсные шумы и прерывания связи. Появление импульсных помех часто связано с автоматической коммутацией и перекрестными наводками. Прерывание связи есть явление в канале, когда передаваемый сигнал резко затухает или исчезает
     Сигнал  с выхода ПДУ поступает в линию  связи, где на него накладывается помеха и на вход ПРУ (приемного устройства) воздействует смесь переданного сигнала и помехи . В нем принятый сигнал фильтруется и подается на детектор.
  В результате демодуляции, из принятого сигнала выделяется закон изменения информационного параметра. Для регистрации переданных двоичных символов к выходу демодулятора подключено решающее устройство (РУ). В условиях действия помех в НКС РУ принимает решения неоднозначно, что в свою очередь может привести к двум возможным ошибкам (при передаче двоичных сигналов или 1):
    При определенном значении - порога срабатывания РУ не смотря на то, что сигнал отсутствует, шум может превысить установленное значение порога и примется ошибочное решение о наличие сигнала. Так происходит при наличии помехи положительной полярности, т.е. помехи, которая складывается с сигналом. Это, так называемая, ошибка первого рода.
    При определенном значении - порога срабатывания РУ несмотря на то, что сигнал и присутствует, но установленное значение порога решающего устройства не будет превышено и примется решение об отсутствии сигнала. Так происходит при наличии помехи отрицательной полярности, т.е. помехи которая вычитается из сигнала.  Это ошибка второго рода.
    Все эти ошибки вызывают несоответствия переданных и принятых кодовых комбинаций. Наконец, для восстановления переданного непрерывного сообщения принятые кодовые комбинации подвергаются декодированию, интерполяции и низкочастотной фильтрации. При этом в декодере по двоичным кодовым комбинациям восстанавливаются ичные уровни, ,
2. Источник сообщений
     Источник  выдает сообщение a(t), представляющее собой непрерывный стационарный процесс, мгновенные значения которого в интервале от amin до аmах равновероятны, а основная доля мощности сосредоточена в полосе частот от 0 до Fb.
     Требуется:
    Записать аналитическое выражение и построить график одномерного закона распределения плотности вероятности Wa мгновенных значений случайного процесса a(t).
    Найти математическое ожидание mi и дисперсию D процесса a(t).
     Для нахождения одномерной плотности вероятности мгновенных значений случайного процесса a(t) учтем, что все его мгновенные значения в заданном интервале равновероятны, и, следовательно, плотность вероятности будет постоянна в этом интервале и равна нулю вне этого интервала.
     Значение  плотности вероятности внутри интервала  от amin до аmах определим из условия нормировки: 

               
               


     Таким образом, аналитическое выражение  для плотности распределения  вероятности случайного процесса a(t) имеет вид: 

       

Тогда построим график одномерного закона распределения плотности вероятности мгновенных значений случайного процесса a(t) (рисунок 2.1):
Рис 2.1. График одномерного закона распределения плотности вероятности мгновенных значений случайного процесса а(t) 

2. Найдем  математическое ожидание М случайного процесса a(t):
       

Так как  W(a) вне интервала от amin до аmах равна 0, то получим: 

       

       


To есть получили, что среднее значение случайного процесса а(t) равно 3.2 В. Найдем дисперсию или математическое ожидание квадрата D случайного процесса a(t): 

           

 

    Дискретизатор
     Передача  информации от источника осуществляется по дискретной системе связи. Для  этого сообщение a(t) в дискретизаторе квантуется по времени и по уровню равномерным шагом. Шаг квантования по уровню Да = 0.1В.
     Требуется:
     1. Определить шаг квантования по времени Дt.
     2. Определить число уровней квантования L.
     3. Рассчитать относительную мощность шума квантования, определив ее как отношение средней мощности шума квантования Ршк к средней мощности сигнала, т.е. дисперсии  у2.
Рассматривая  дискретизатор, как дискретный источник информации с объемом алфавита L, определить его энтропию Н и производительность Н (отсчеты, взятые через интервал At, считать независимыми).
Шаг квантования  по времени Дt определим из теоремы Котельникова: 

       

Число уровней квантования L при равномерном шаге ?а = 0,14 определятся как частное от деления размаха сигнала (amax-amin) на шаг квантования ?а. 

     
Для нахождения средней мощности шума квантования  надо знать закон распределения шума - W(Q. Так как мгновенные значения равновероятны в заданном интервале, то закон распределения шума Wо в интервале а2 ?a/2 ? о ? aj+?a/2 будет равномерным и не будет зависеть от номера интервала.
Следовательно, средняя мощность шума квантования  будет равна: 


     Закон определения шума определим из условия  нормировки: 

        
     
     
     
     
     

     Тогда средняя мощность шума квантования: 

                               

 

Относительную величину мощности шума квантования  получим, взяв отношение Ри к дисперсии случайного процесса a(t):
       

Энтропия  - это математическое ожидание количества информации или мера неопределенности сообщений.
     Покажем, что при заданном законе распределения мгновенных значений процесса a(t) все уровни квантования равновероятны. Для этого найдем вероятность j-го уровня квантования, что равносильно вероятности попадания a(t) в интервал    . 
 

      
     
     

     Мы  видим, что Р(аj ) не зависит от   j.
      Тогда энтропия   будет определяться   как   энтропия   дискретного   источника независимых сообщений, все символы которого равновероятны.
     Производительностью такого источника будет суммарная  энтропия сообщений, переданных за единицу времени:
   
 
 
 
 
 
 

 


    Кодер
     В кодере процесс кодирования осуществляется в два этапа. На 1-ом этапе производится безизбыточное (примитивное) кодирование каждого уровня квантованного сообщения a(tj) к-разрядным двоичным кодом. На 2-ом этапе к полученной к-разрядной двоичной кодовой комбинации добавляется один проверочный символ, формируемый простым суммированием по модулю 2 всех информационных символов. В результате этих преобразований на выходе кодера образуется синхронная двоичная случайная последовательность b(t) (синхронный случайный телеграфный сигнал), состоящая из последовательности биполярных импульсов единичной высоты, причем положительные импульсы в ней соответствуют нулевым символам кодовой комбинации, а отрицательные - единичным.
     Требуется:
     1. Определить минимальное значение к, необходимое для кодирования всех L уровней квантованного сообщения a( tj ).
     2. Определить избыточность кода  с одной проверкой на четность  Рк.
     3. Записать двоичную кодовую комбинацию, соответствующую передаче aj-ro уровня, считая, что при примитивном кодировании на 1-м этапе aj-му уровню ставится в соответствие двоичная кодовая комбинация, представляющая собой запись числа в двоичной системе.
     4. Определить число двоичных символов, выдаваемых кодером в секунду Vk и длительность двоичного символа Т.
Найдем  минимальное значение к, необходимое  для кодирования всех L уровней квантованного сообщения a(tj).
k = log2 L = log2 50 = 6
Определим избыточность кода с одной проверкой  на четность. 

 

Представим числоj-50 в двоичной системе счисления:
50 = 0*25+1*24 + 0*23 + 0*22 +1*21+1*20
     Следовательно, к-6 информационных символов кодовой комбинации будут иметь вид:
в1   в2   в3   в4   в 5   в6
1    1     0    0   1     0
     Определим проверочный символ в7 путем суммирования по модулю 2 всех к=6  информационных символов
Учитывая, что правило суммирования по модулю 2 имеет вид:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
получим, что   в7 = 1.
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0
     Таким образом, искомая кодовая комбинация, соответствующая передаче а уровня квантованного сообщения, будет иметь вид:
в1   в2   в3   в4   в5   в6       в7
1     1    0    0    1      0        1
информационные         проверочный
символы                       символ
Число двоичных символов, выдаваемых кодером в секунду VK, определяется числом отсчетов (1/?t) и числом двоичных символов n = к + 1, приходящихся на один отсчет. 

         

     Длительность  двоичного символа определяется как величина, обратная
    Модулятор
     В модуляторе синхронная двоичная случайная последовательность биполярных импульсов e(t) осуществляет манипуляцию гармонического переносчика Uocos(2nfot).
     U0=1B,  f0=100Vk=8.343ГГц; S1 (t) = U0 cos(2?f0 t)
     Требуется:     S0 = 0
     1. Изобразить временные диаграммы модулирующего в(t) и манипулированного s(t) сигналов, соответствующих передаче aj-ro уровня сообщения a(t)/ (рисунок 5.1)
     2. Привести выражение и начертить график корреляционной функции модулирующего сигнала в(t) - Вв(ф) (рисунок 5.2).
     3. Привести выражение и начертить график спектральной плотности мощности модулирующего сигнала в(t) - Gв(f).
     4. Определить условную ширину энергетического спектра модулирующего сигнала ДFв(t) из условия ДFв=бVk (где а выбирается от 1      до 3). Отложить полученное значение ДFв на графике Gв(f).
     5. Записать аналитическое выражение модулированного сигнала s(t)=F[в(t)].
     6. Привести выражение и построить график энергетического спектра модулированного сигнала Gs(f) (рисунок 5.3).
     7. Определить условную ширину энергетического спектра модулированного сигнала ДFS. Отложить полученное значение ДFS на графике Gs(f). 
 
 
 
 
 
 

Изобразим временную диаграмму модулирующего сигнала b(t).

Рисунок 5.1 Временная диаграмма модулирующего сигнала b(t). 

     Для определения функции корреляции (Рисунок 5.2) рассмотрим два сечения в моменты t1 и t2 (t2-t1= ?) и найдем математическое ожидание произведения X(t1)X(t1+ ?).
     Если  ? >Т, то эти сечения принадлежат разным тактовым интервалам и произведение может с равной вероятностью принимать значения +1 и -1, так что его математическое ожидание равно 0.
     Если  ? <Т, то возможны два варианта: случай А, когда они принадлежат одному интервалу и , следовательно, X(t1)X(t1+ ?)=l, и случай В, когда они принадлежат разным тактовым интервалам и X(t1)X(t1+ ?.) может с равной вероятностью равняться +1 и -1. Поэтому при х<Т математическое ожидание X(ti)X(ti+x) равно вероятности р(а) того, что оба сечения оказались в одном интервале. Случай А имеет место, если первое из двух сечений отстоит от начала тактового интервала не более чем Т-| ? |, а вероятность этого равна
.
     Тогда функция корреляции имеет вид:
                          
Рисунок 5.2 Функция корреляции
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.