Федеральное агентство РФ по связи и информатизации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникации и информатики»
Кафедра РТС
Курсовая работа
по курсу Радиотехнические цепи и сигналы:
«Преобразование сигналов в радиотехнических устройствах»
Выполнил: Абдулов Г.Ю, гр. РТ-84
Проверил: Калачиков А. А.
Новосибирск, 2010
Содержание
Введение
1. Задание на курсовую работу 4
2. Составление структурной схемы радиотехнической системы 5
3. Определение вероятностных и числовых характеристик 8
4. Определение корреляционной функции сигнала 15
Заключение 25
Список использованной литературы 26
Введение
Данная курсовая работа предназначена для закрепления навыков и формирования умений по математическому описанию сигналов, определению их вероятностных и числовых характеристик. Ведь статистическое описание радиотехнических сигналов, оценивание их физических характеристик является математическим "инструментом" радиоинженера при решении многообразных практических задач.
Целью курса РТЦ и С является изучение фундаментальных закономерностей, связанных с получением сигналов, их передачей по каналам связи, обработкой и преобразованием в радиотехнических цепях. Важная задача курса РТЦ и С - научить выбирать математический аппарат для решения конкретных научных и технических задач в области радиотехники, видеть тесную связь математического описания с физической стороной рассматриваемого явления, уметь составлять математические модели изучаемых процессов с учетом этих целей и задач.
Наряду с полным описанием свойств сигналов с помощью вероятностных характеристик при решении задач анализа и синтеза в радиотехнике и связи широко применяются также функция энергетического спектра и корреляционная функция сигналов. Последние связаны между собой преобразованием Фурье (по теореме Хинчина-Винера) и имеют фундаментальное значение в теории стационарных случайных процессов.
Важной задачей в радиотехнике и связи является также анализ преобразования случайных сигналов в нелинейных безынерционных устройствах радиотехнических систем - их вероятностных и числовых характеристик.
1. Задание на курсовую работу
|
Номер варианта |
Вариант реализации сигнала 1 |
Функция энергетического спектра 1 |
Характеристика нелинейного преобразователя 3 | |||||
|
1 |
Um, В |
T1, мкс |
T2, мкс |
W0, Вт/Гц |
, рад/с |
a2 | ||
|
|
1 |
1 |
0,4 |
0,1 |
10000 |
1 | ||
|
|
U1= -0,5 В;U2= 0,2 В |
|
mu= 0 В;u= 0,5 В.
| |||||
Рис 1.1 Вариант реализации сигнала.
Функция энергетического спектра
W0 при 0 ,
W()=
0 при .
Характеристика безынерционного элемента
y= a2 x2 при -∞ < x < ∞,
2. Составление структурной схемы радиотехнической системы
Радиотехническая система (РТС) предназначена для передачи и приема сообщений из одного места в другое. Источником сообщений может быть какое-либо физическое явление, человек или устройство, а получателем его может быть либо человек, либо какое либо устройство.
Непрерывные сообщения можно передавать по дискретным (или цифровым) системам связи. Для этого их преобразуют в цифровую форму с помощью операций дискретизации по времени, квантования по уровню и кодирования. Под кодированием понимают операцию преобразования дискретных сообщений в последовательность кодовых символов (например, двоичных чисел двоичный код).
Структурная схема радиотехнической системы показана на рис. 2.1
Устройства, входящие в РТС:
1. Преобразователь сообщения в электрический сигнал.
2. Для ограничения спектра первичного электрического сигнала вводится фильтр нижних частот (ФНЧ). Ограничение спектра нужно для того, чтобы можно было передавать сигнал с помощью отсчетов- по т. Котельникова дискретизируемый сигнал должен иметь ограниченный спектр.
3. Сигнал с ФНЧ подается на АЦП, который состоит из 3-х блоков:
а) Амплитудно-импульсный модулятор (АИМ). В нем происходит дискретизация сигнала по времени через интервал во времени At.
б) Квантователь, который дискретизирует сигнал по уровню.
в) Последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется в виде последовательности кодовых комбинаций - ИКМ (импульсно-кодовая модуляция). Чаще всего кодирование осуществляется в виде представления каждого уровня в двоичной системе счисления (0 или 1).
4. После АЦП может устанавливаться помехоустойчивый кодер для повышения помехоустойчивости передаваемого сигнала при передаче по линии связи , подверженной воздействию помех, который вводит избыточность передаваемый код.
5. Совокупность кодовых комбинаций поступает на модулятор, который и преобразует код в сигнал, пригодный для передачи по линии связи. Общий принцип модуляции состоит в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания в соответствии с передаваемым сообщением. Обычно в качестве несущего сигнала используется ВЧ гармоническое колебание. Используются AM, ФМ, ЧМ,ИКМ
Рассмотрим ЧМ. При этом виде модуляции передача несущего колебания с частотой f 1 соответствует 1, а с частотой f0 0.
6. Передача осуществляется по линии связи. В системах электросвязи ЛС представляет собой кабель, а в системе радиосвязи- область пространства, в которой распространяются электромагнитные волны.
При передачи на сигнал могут действовать различные помехи.
7. Демодулятор- устройство, преобразующее принятый сигнал в последовательность кодовых комбинаций.
8. Декодер - устройство, восстанавливающее исходный код, обнаруживающее и устраняющее ошибки.
9. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)- устройство, преобразующее кодовые комбинации в квантованную последовательность отсчетов.
10. ФНЧ восстанавливает непрерывное сообщение по отсчетам ( в соответствии с теоремой Котельникова).
11. Готовый аналоговый сигнал, соответствующий переданному, поступает к получателю.
В современных цифровых системах передачи информации используются две группы относительно самостоятельных, совмещенных в отдельные микросхемы, аналого-цифровых устройств: кодеки и модемы. Кодеком называют пару преобразователей кодер-декодер, а модемом - пара преобразователей модулятор-демодулятор.
