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 Системы передачи информации

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 10.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 19. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Міністерство  освіти і науки України
Вінницький  національний технічний університет

Інститут  радіотехніки, зв’язку та приладобудування

Факультет радіотехніки і телекомунікацій 

Кафедра ТКСТБ 
 
 
 
 
 
 

Система передавання телевізійних сигналів на базі ВОЛЗ 

Пояснювальна записка
з дисципліни ”Системи передавання в електрозв’язку”
до курсового  проекту за спеціальністю ”Апаратура радіозв’язку, радіомовлення та телебачення”
08-37.СПЕЗ.003.00.000 ПЗ 
 
 
 

      Керівник:
      ст. вик. Стальченко О.В.
      “___”___________2006 р.
      Розробив: студент гр. ОТЗ-02
      Головатюк О.В.
      “___”____________2006 р.  
 
 
 
 

Вінниця ВНТУ 2006 

         
         
Анотація 

       УДК 621.396
       Система передавання телевізійних сигналів на базі ВОЛЗ. Курсовий проект. / О.В. Головатюк  – Вінниця: ВНТУ, 2006р. – 47 с.
       В даному курсовому проекті пропонується розробка системи передавання телевізійних сигналів за допомогою ВОЛЗ з використанням амплітудної та дельта-модуляції. У ході виконання курсового проекту проводиться вибір та обґрунтування структури системи, розробка її структурної схеми та параметрів елементів даної схеми.
       В курсовому проекті також проводиться  моделювання фільтра нижніх частот, який входить до складу системи передавання.
       Бібліографічних назв 7, таблиць 9, ілюстрацій 13.
 

ЗМІСТ
 

       Анотація 4
       Перелік скорочень 6
       Вступ 7
       1. Розробка технічного завдання 9
      2. Техніко-економічне  обґрунтування оптимальності вирішення  основної задачі 11
      3. Аналіз  сучасного стану розробок 13
      4. Розробка  структури системи передавання 15
      4.1 Розробка  структурної схеми 15
      4.1.1 Розрахунок верхньої частоти групового спектру 16
      4.1.2 Розрахунок тактової частоти дискретизатора 17
      4.2 Вибір  та обґрунтування елементної  бази 18
      4.3 Розрахунок  ФНЧ 19
      4.4 Розрахунок  амплітудного модулятора 21
      4.5 Розрахунок генератора носійної частоти 24
      4.6 Розрахунок дельта-модулятора 28
      5. Комп’ютерне  моделювання фільтра низьких  частот 35
      5.1 Вибір  моделюючої системи 35
      5.2 Вибір  моделей компонентів 35
      5.3 Аналіз  моделі ФНЧ 36
      6. Аналіз  виконання технічного завдання 38
      Висновки 39
      Література 40
      Додатки 41 
       

 


       Перелік скорочень 

       АЦП – аналогово–цифровий перетворювач;
       ДМ  – дельта-модуляція;
       ДДМ – дельта-демодулятор;
       ЕОМ – електронно-обчислювальна машина;
       ЕОП – електронно-оптичний перетворювач;
       ОЕП – оптично-електронний перетворювач;
       ОП  – операційний підсилювач;
       ФНЧ – фільтр нижніх частот;
       ЦАП – цифро-аналоговий перетворювач;
       ГН  – генератор носійної. 

 

        Вступ 

       Передача  повідомлень з одного пункту в  другий являється основною задачею  в техніці зв’язку. Існує багато методів та принципів передачі повідомлень. Всі вони мають свої переваги та недоліки в порівнянні один з одним.
       Основною  функцією засобів передачі інформації є забезпечення безперервного, оперативного та надійного зв’язку. Під каналом  зв’язку розуміють сукупність технічних  засобів, що забезпечують одночасну  та незалежну передачу повідомлень по загальній лінії зв’язку. Такими засобами є передавач, лінія зв’язку та приймач. Канал зв’язку разом з джерелом та отримувачем повідомлень утворює систему зв’язку. Об'єктом передачі у системі зв'язку є повідомлення, що переносить інформацію. Повідомлення може мати аналогову чи дискретну форму. Система зв'язку називається багатоканальною, якщо вона забезпечує одночасну і незалежну передачу повідомлень по одній лінії зв'язку. Для організації декількох каналів зв'язку по одній лінії зв'язку існує ряд методів розділення каналів: частотний часовий, фазовий, лінійний, просторовий, за рівнем урівноваженого мосту.
       В останній час все більшої популярності набуває передача та обробка сигналів цифровим методом. Це дає значні переваги перед аналоговими методами, які використовувались раніше в 100% електронного обладнання. При переході на цифрові способи обробки інформації різко збільшується достовірність та завадостійкість переданих повідомлень. Збільшуються також і можливості по обробці сигналів. Перехід на цифрову форму представлення сигналів дає можливість застосування складних цифрових фільтрів з досить гнучкими характеристиками. Широке використання комп’ютерів дає можливість програмної обробки сигналів. Це і перетворення спектрів, і зменшення шумів і багато іншого.
       Хоча  всім цифровим способам передачі повідомлень  притаманний один суттєвий недолік  – значне розширення смуги частот, що потребує переходу на більш високочастотні діапазони. Широко також ведеться освоєння оптичного діапазону, який має дуже велику інформаційну ємність. Поступово здійснюється перехід з мідних інформаційних  носіїв на оптоволоконні, що вигідно як з економічної точки зору, так і з технічної. Ціна виготовлення 1 км оптоволоконного кабеля значно менше ціни виготовлення такої ж довжини традиційного мідного. Перевагами ВОЛЗ є також надійність. ВОЛЗ не піддаються корозії та окисленню. По одному оптоволоконному кабелю можна передавати інформацію зі швидкістю декілька Гбіт/с. Поступове покрашення характеристик кабелів дозволяє розміщувати магістральні підсилювачі на відстані близько 50 км, що різко зменшує кількість магістрального обладнання.
       Існуючі на даний час цифрові системи  модуляції також мають свої переваги та недоліки. В пристрої, що розробляється  в даному курсовому проекті використано дельта–модуляцію. Дельта–модуляція є різновидом диференціальної імпульсно–кодової модуляції. Використаний вид модуляції має найменшу величину помилки, так як один інформаційний біт несе інформацію про величину рівня квантування. 

 

        1 Розробка технічного завдання 

       В даному курсовому проекті необхідно  розробити систему передавання  телевізійних сигналів на базі ВОЛЗ. Параметри  пристрою, який необхідно розробити, мають відповідати рекомендаціям  МККТТ та чинним державним стандартам.
       Використання ВОЛЗ в даній системі пояснюється як економічними, так і технічними показниками оптимальності. Оскільки необхідно передавати 15 телевізійних каналів, то це вимагає високої швидкості передачі інформації. Якщо в даній системі не використати ВОЛЗ, то в результаті буде ускладнена технічна реалізація системи, що призведе до різкого збільшення вартості. Тому застосування ВОЛЗ в цій системі є найбільш доцільним вирішенням задачі.
       В системі передавання, яка розробляється, застосуємо частотне розділення каналів. Таке розділення можна здійснити за допомогою амплітудної модуляції. В результаті буде утворений груповий спектр, який буде включати в себе 15 телевізійних сигналів, що необхідно передати. Для можливості передачі групового спектру за допомогою ВОЛЗ, необхідно використати цифрову модуляцію цього групового спектру.
       В якості цифрової модуляції використаємо дельта-модуляцію. Дана модуляція є  досить ефективною, та має мінімальну схемну складність. Основним недоліком  такої модуляції є обмеження  крутості наростання рівня сигналу. Одним із методів усунення цього недоліку є застосування зміни кроку квантування сигналу, тобто компандування. Тому застосуємо дельта-модуляцію з компандуванням.
       Система має бути реалізована на основі сучасної елементної бази, що забезпечить мінімальну собівартість, габарити, масу та технологічність пристрою.
       Всі необхідні характеристики пристрою приведені в таблиці 1.1. 

 

      Таблиця 1.1 – Характеристики розроблюваного пристрою
Параметр Значення
Число каналів 15
Режим передачі симплексний
Смуга частот сигналу 50 Гц – 6,0 МГц
Динамічний  діапазон 40 дБ
Вхідна  напруги 500 мВ
Вихідна напруга 1 В
Вид модуляції АМ-ДМ
Відношення  сигнал/шум 57 дБ
Живлення 220 В, 50 Гц 
Допустиме збільшення затухання у лінії  зв’язку, дБ 10
Допустиме коливання напруги в електромережі, % ±10%
Допустиме коливання частоти в електромережі, Гц ±1
Час напрацювання на відмову  1000 годин
Середній  час усунення несправностей, не більше 30 хв
Температура навколишнього середовища +15..+35оС
Відносна  вологість  45..75%;
Атмосферний тиск 650..800 мм.рт.ст.
 
 

    2 Техніко-економічне  обґрунтування оптимальності вирішення  основної задачі 

       Сьогодні  економічна ефективність використання ВОЛЗ є очевидною, що пов’язано із різким зниженням вартості ВОЛЗ у  зв’язку із широким їх впровадженням.
      Порівняння  оптичних кабелів з їхнім аналогом - електричними кабелями (симетричними і коаксіальними), а також з  іншими направляючими системами  передачі (хвилеводами, надпровідними  кабелями, повітряними лініями й  ін.) показало, що:
      – коаксіальні кабелі використовуються для магістрального зв'язку і телебачення в діапазоні 10—60 МГц, а також у радіочастотній техніці як фідерні пристрої в діапазоні до 100 МГц. Вони мають стійкі параметри передачі і високою перешкодозахищеністю;
      – круглий металевий хвилевід із хвилею H01 у міліметровому діапазоні дозволяє одержати велике число каналів зв'язку. симетричні ланцюги (повітряні лінії і симетричні кабелі) широко застосовуються для пристрою далеких і місцевих зв'язків в обмеженому діапазоні частот (як правило, до  
1 МГц);

      – оптичні кабелі можуть розглядатися як перспективний засіб передачі широкосмугової сучасної інформації в оптичному діапазоні 1013-1014 Гц. Оцінюючи різні направляючі системи комплексно по частотному діапазоні використання, загасанню, захищеності від зовнішніх перешкод і техніко-економічних показників, можна визнати, що найкращими є коаксіальний і оптичний кабелі. Основною перевагою їх є широкосмуговість, гарна перешкодозахищеність і мале загасання.
      Ефективність  застосування тих чи інших типів ліній зв'язку багато в чому залежить від потрібного числа каналів зв'язку і телевізійного віщання на проектованій магістралі, прийнятих систем передачі, співвідношення вартості кабелю й апаратури й інших факторів. Доцільність застосування різних направляючих систем у залежності від потрібного числа каналів приведена нижче:
    До 50 повітряна лінія
    500 симетричний кабель
    30 000 коаксіальний кабель
    Вище 30 000 хвилевід
    Від 1000 і вище оптичний кабель
      Оптичні кабелі доцільно застосовувати при  потребі в 1000 і більш каналів і у всіх випадках, коли обмежені ресурси міді.
      Дуже  перспективне застосування оптичних систем у кабельному телебаченні, що забезпечує високу якість зображення й істотно  розширює можливості інформаційного обслуговування індивідуальних абонентів. У цьому випадку забезпечується замовлена система прийому і надається можливість абонентам одержувати на екранах своїх телевізорів зображення газетних смуг, журнальних сторінок і довідкових даних з бібліотек, навчальних центрів, спеціальних центрів збереження інформації. Розвиток одержав відеотелефонний зв'язок, при якій абоненти зможуть не тільки чути, але і бачити один одного.
       Врахувати всі аспекти впровадження пристрою можливо використавши критерій узагальненої ефективності:
        ,  (3.1)
де  - ефективність пристрою за і-тим параметром;
  - ваговий коефіцієнт;
 n – кількість параметрів.
       Порівняємо  використання розроблюваної телевізійної системи зв’язку на базі ВОЛЗ, аналогової кабельної системи та цифрової системи Homework. Порівняння проведемо за такими критеріями:
    вартість;
    якісні характеристики;
    складність апаратури;
    надійність;
    масогабаритні показники.
       Таблиця 2.1 – Критеріальний аналіз
  Коефіцієнт Система





Розроблювана  система 0,8 1 1 0,8 1 0,091
Аналогова кабельна 1 0,1 1 0,1 1 0,0398
Цифрова Homework 0,01 1 0,01 1 0,1 0,01
 
         Розрахунок показав, що у випадку коли не потрібно великого набору сервісних можливостей, а потрібно просто здійснити передачу телевізійних сигналів система, що проектується, має найвищі показники узагальненої ефективності, що робить актуальним її розробку.
 

        3 Аналіз сучасного стану розробок 

       Для передачі цифрових відеосигналів розроблено ряд стандартів, що передбачають різну  якість відтворення, різні швидкості передачі та методи кодування (табл. 3.1). 

     Таблиця 3.1 - Характеристики цифрових відеосигналів
Тип передачі Формат передачі
Структура передачі
Швидкість передачі без стиснення, Мбіт/с Швидкість передачі зі стисненням, Кбіт/с
Відеофон QCIF (Н.261) 176?144?12біт ?30 кадрів 9,115 1,2?64
 
MPEG4 (Н.320)
126?144?12?10 3,04 64
Відеоконференції CIF (H.261) 352?288?12?30 36,45 m?368 (m=1,2,3,4,5)
 
MPEG1 (PAL)
352?288?12?25 30,4 1150...3000
 
MPEG1 (NTSC)
352?288?12?30 30,4 1150...3000
VCR CIF MPEG2 352?240?12?30 30,4 4000
Телебачення MPEG2 (PAL) 720?576?12?25 124,4 15000
 
MPEG2 (NTSC)
720?480?12?30 124,3 15000
Телебачення високої якості HDTV 1920?1080?16?30 994,3 135000
 
MPEG3
1920?1080?12?30 745,8 20000...40000
       Основними видами телекомунікаційного сервісу, що працює з телевізійними та відеосигналами у нас час є:
    ефірне аналогове телебачення;
    кабельне аналогове телебачення;
    безпосередній прийом сигналів від супутників;
    відеофон;
    відеоконференції;
    цифрове ефірне телебачення;
    цифрове кабельне телебачення;
    інтерактивне телебачення;
       Використання  цифрових каналів дозволяє передавати будь-які сигнали (телебачення, звук, данні) по одних і тим же каналам. Тому у сучасних кабельних системах поряд з послугами різних телевізійних каналів надаються також й  інші можливості: відеоконференції, доступ до Internet на високих швидкостях тощо. Типовим представником таких систем є система Homework фірми ADC Telecommunications. Система надає такі послуги:
    телекомунікаційні послуги (телефонія, підключення до локальних і глобальних мереж, послуги Internet, виділені цифрові канали зв'язку до 2 Мбіт/с, відеоконференцзв'язок);
    інформаційні та розважальні послуги (60 каналів ефірного телебачення, 200 каналів „відео на замовлення", учбові програми, новини, відеобібіліотеки, інформаційні підбірки, художні фільми і т.д.);
    - додаткові послуги (контрольні датчики пожежної і охоронної сигналізацій, контроль побутових приладів, віддалений контроль за об'єктами, розрахунково-касове обслуговування з банками, магазинами і т.д.).
       Елементи  архітектури Homework охоплює всі етапи доведення інформаційних каналів від головної станції через оптичні розподілювальні вузли до абонентів. Оптичні передавачі встановлюються на головній станції і перетворюють високочастотний електричний сигнал в оптичний з аналоговою модуляцією у діапазоні 50...750 МГц. Передача здійснюється на довжинах хвиль 1,33 мкм або 1,55 мкм з потужністю вихідного сигналу більше 10 дБм. Планується виготовлення економічних передавачів, заснованих на використанні потужного лазера з постійним випромінюванням і зовнішнім модулятором.
 

        4 Розробка структури системи  передавання 

       4.1 Розробка структурної схеми 

       Оптимальний синтез структури системи передавання  телевізійних сигналів на базі ВОЛЗ полягає у виборі оптимальних рішень із усієї сукупності можливих варіантів, що відповідають вимогам технічного завдання і є технічно реалізуємими на основі наявної елементної бази[3]. Відповідно до початкових даних систему необхідно реалізувати з частотним розіленням каналів за допомогою амплітудної модуляції. Для передачі отриманого групового сигналу за допомогою ВОЛЗ, доцільно використати цифровий вид модуляції для даного сигналу. В якості цифрової модуляції обираємо дельта-модуляцію. Для зменшення тактової частоти дельта-модулятора, використаємо дельта-модуляцію з миттєвим компандуванням з кроком . Структурна схема передавальної частини даної системи приведена на рисунку 4.1.1.

Рисунок 4.1.1 - Структурна схема передавальної  частини
       ФНЧ - фільтр низьких частот;
       AM - амплітудний модулятор;
       ГН - генератор носійної;
       СФ - смуговий фільтр;
       ДМ - дельта-модулятор;
       ЕОП - електронно-оптичний перетворювач.
       Структурна   схема   приймальної   частини    системи    передавання відеосигналів зображена на рисунку 4.1.2.

Рисунок 4.1.2 - Структурна схема приймальної частини
       ОЕП - оптоелектронний перетворювач;
       ДДМ - дельта-демодулятор;
       СФ - смуговий фільтр;
       АД - амплітудний детектор;
       ВП - відеопідсилювач. 
 

       4.1.1 Розрахунок верхньої частоти  групового спектру 

       В даній системі для зменшення  верхньої частоти групового спектру, доцільно  використати  амплітудну модуляцію  з частковим  придушенням нижньої бокової до рівня  1,25 МГц, аналогічно ефірному телевізійному стандарту. В такому випадку смуга частот модуляції буде складати.
         (4.1.1)
де  та - смуга частот нижньої та верхньої бокової відповідно.
       
       Для зменшення взаємного впливу каналів, а також для спрощення побудови смугових фільтрів, необхідно використати  захисну смугу між каналами. Захисну смугу приймаємо .
       Оскільки  носійна частота має перевищувати верхню частоту спектру модуюючого сигналу не менше, ніж втричі, то обираємо мінімальну носійну частоту  . Можемо знайти мінімальну частоту групового спектру із виразу (4.1.2).
         (4.1.2)
       
       За  формулою (4.1.3) знаходимо смугу частот групового спектру.
         (4.1.3)
       
       Із  виразу (4.1.4) визначаємо максимальну частоту групового спектру.
         (4.1.4)
         
 

       4.1.2 Розрахунок тактової частоти  дискретизатора 

       Для забезпечення необхідного відношення сигнал/шум на рівні 57 дБ необхідне  виконання умови (4.1.5).
         (4.1.5)
де  та – мінімальна та максимальна напруги вхідного сигналу дельта-модулятора. Оскільки , то із умови (4.1.5) можемо знайти мінімальну напругу вхідного сигналу дельта-модулятора, що відповідає виразу (4.1.6).
         (4.1.6)
       
       Частота дискретизації при дельта-модуляції  залежить від швидкості наростання вхідного сигналу та рівня квантування  сигналу по амплітуді, а також  кроку компандування.
       Максимальна швидкість наростання вхідного сигналу  відповідає максимальній частоті вхідного сигналу, і становить  в інтервалі від до для випадку гармонічного сигналу. Графічне зображення вхідного та оцифрованого сигналів показано на рисунку 4.1.2.

Рисунок 4.1.2 – Графічне зображення вхідного (а) та оцифрованого (б) сигналів 

       Із  рисунку 4.1.2 (б) бачимо, що за 5 кроків тактової частоти, оцифрований сигнал наростає до рівня .
       Відповідно  до вхідного сигналу, за формулою (4.1.7) знаходимо тривалість 5 кроків оцифрованого сигналу.
         (4.1.7)
       
       За  виразом (4.1.8) визначаємо тривалість одного кроку оцифрованого сигналу, тобто період дискретизації.
         (4.1.8)
       
       Тепер можемо знайти тактову частоту дискретизатора за формулою (4.1.9).
         (4.1.9)
         
 

       4.2 Вибір та обґрунтування елементної бази 

       Вибір елементної бази системи передавання  телевізійних сигналів будемо проводити  на основі оцінки смуги робочих частот елементів, величини їх потужності та інших електричних параметрів, а  також на основі техніко-економічних  показників та надійності елементної бази.
       В якості операційного підсилювача для  ФНЧ необхідно обрати такий операційний підсилювач, частота одиничного підсилення якого є щонайменше вдвічі вищою за верхню частоту спектру вхідного сигналу. На основі цих міркувань обираємо мікросхему типу К154УД4, яка забезпечує високий коефіцієнт підсилення, у необхідному діапазоні частот. Порівняльні характеристики сучасних операційних підсилювачів наведені у таблиці 4.2.1. 

Таблиця 4.2.1 – Параметри операційних підсилювачів
Тип
К154УД4 1 2 30 8000 ±15
К140УД6 1 1 1 3·104 ±15
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.