1.2. Задание.

Задание:

Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.

1.3. Исходные данные.

1. Номер варианта N = 8.

2. Вид сигнала в канале связи (ДОФМ).

3. Скорость передачи сигналов V =24000 Бод.

4. Амплитуда канальных сигналов А = 4,9 мВ.

5. Дисперсия шума ² =3,94 мкВт.

6. Априорная вероятность передачи символов "1" p(1) = 0,72

7. Способ приема сигнала - КГ

8 Полоса пропускания реального приемника, определяемая шириной спектра сигналов двоичных, ДОФМ, вычисляется по формулам

f_прДОФМ = 2/T=2 V=48000 кГц

где T = 1/V - длительность элемента сигнала, определяемая скоростью передачи (модуляции) сигналов V.

9 Значение отсчета принятой смеси сигнала и помехи на входе решающей схемы приёмника при однократном отсчете Z(t₀) = 1,23 мВ.

10. Значения отсчетов принятой смеси сигнала и помехи при приеме по совокупности трех независимых (некоррелированных) отсчетов:

Z(t₁) = 1,23 мВ Z(t₂) =0,738 мВ Z(t₃) =1,353 мВ.

11. Максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП b_max =4,4 В.

12 Пик-фактор входного сигнала П = 2,3

13 Число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ) n =9.

14 Вид дискретной последовательности сложного сигнала:

S₁(t)=1-1-1-111-1-11-11

S₂(t)= -1111-1-111-11-1

Расчет численных значений этих параметров приводится в приложении в конце работы.

1.3.1. Структурная схема системы связи.

Нарисовать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, привести подробное описание назначения входящих в нее блоков.

Преобразования сообщения и сигналов в системе связи проиллюстрировать качественным приведением временных и спектральных диаграмм на выходе каждого блока системы связи с соблюдением единого масштаба по оси абсцисс. Описать временные и спектральные диаграммы.

Структурная схема системы передачи непрерывных сообщений дискретным сигналом.

Источник непрерывных сообщений

Дискретизатор

Передатчик

Квантователь

Кодер

Линия

Приемник

Декодер

Фильтр

Получатель сообщений

АЦП

ЦАП

b(t)

b(k)

b_кв(t)

b_икм(t)

u_икм(t)

z_икм(t)

b_икм(t)

b_кв(t)

b(t)

рис. 1

Под системой связи понимают совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к потребителю.

Описание работы схемы на рис.1:

1.Источник непрерывных сообщений - устройство, на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал.

Так как спектр сигнала бесконечен (если сигнал ограничен по времени) необходимо включить в схему фильтр для восстановления сигнала после дискретизации. Частота среза фильтра выбираются так, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра сигнала.

1. АЦП (аналого- цифровой преобразователь). Операция преобразования аналог – цифра непрерывного сигнала, состоит из трех операций:

Непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы t;

Полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней;

Наконец, полученная последовательность кодируется. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых импульсов.

При кодировании происходит увеличение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации, а длительность передачи соответственно уменьшается. Кроме того, кодирование позволяет обнаружить и даже устранить возможную ошибку.

2. .Полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи. (+ помеха)

3. В приемнике, чтобы выделить полезный сигнал, искаженный наличием помехи , можно прибегнуть к частотной фильтрации - на выходе линии связи поставить полосовой фильтр. Подав на вход такого фильтра сумму сигнала и помехи, на выходе можно получить заметное увеличение относительной доли полезного сигнала. Далее сигнал подается на демодулятор, который после демодуляции передается в виде кода на ЦАП.

4. ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) предназначен для обратного преобразования (восстановления) непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.

В состав ЦАП входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.

Далее сообщение подается на преобразователь (например, громкоговоритель).

Преобразование сообщения и сигналов в системе связи

U(t)

S()

t

На выходе источника сообщения будет непрерывный аналоговый сигнал:

ФНЧ отфильтровывает высокочастотную составляющую сигнала, тем самым сглаживая его:

U(t)

S()

t

АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

Преобразование аналог-цифра состоит из трех операций:

1. Сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени;

2. Полученные отсчеты квантуются;

3.Полученная последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется посредствам кодирования в виде последовательности двоичных кодовых комбинаций.

Такое преобразование называется импульсно-кодовой модуляцией.

U(t)

S()

t

U(t)

S()

100101100001

t

Передатчик является модулятором (в нашем случае фазовым). В его функции входит согласование сигнала с полосой пропускания канала связи. На выходе передатчика будет ФМ-сигнал.

U(t)

S()

t

В линии связи на модулированный сигнал воздействуют различные помехи, что приводит к некоторому искажению формы сигнала:

t

N₀

В приемнике происходит демодуляция и регенерация сигнала, и на его выходе будет сигнал , подобный сигналу на выходе АЦП. Далее сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), назначение которого состоит в обратном преобразовании (восстановлении) непрерывного сообщения. В нем происходят преобразование кодовой комбинации в квантованную последовательность отсчетов и их сглаживание до непрерывного сообщения, то есть на выходе ЦАП будет приерно такой же сигнал, что и на выходе источника сигнала.