ТЭС – Экзамен II курс
1.Системы электросвязи. Одноканальные и многоканальные системы. Структурные схемы. Назначение функциональных узлов. Виды информации и сообщений. Сигнал (определение). 4
2.Классификация сигналов по информативности, форме и характеру изменения сигнального параметра. 8
3.Физические характеристики сигналов. Физические характеристики канала связи. Условия согласования канала и сигнала. 12
4.Основные способы представления сигналов. Математическая модель, векторная и временные диаграммы. Пояснить на примерах. 14
5.Основные способы представления сигналов. Спектральные диаграммы. Виды спектров. 16
6.Использование ряда Фурье для анализа спектров периодических негармонических сигналов на примере периодической последовательности прямоугольных импульсов. 19
7.Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов. Зависимость спектра от периода следования импульсов и их длительности. Ширина спектра. 20
8.Использование преобразования Фурье для анализа спектра непериодических сигналов. Спектр одиночного прямоугольного импульса. 22
9.Сравнение спектров периодической последовательности прямоугольных импульсов. 25
10.Нелинейные элементы (НЭ). Свойства нелинейных элементов. Способы аппроксимации характеристик НЭ. 26
11.Аналитический метод анализа спектра отклика нелинейной цепи на гармоническое воздействие. Спектральный состав отклика при аппроксимации степенным полиномом. 29
12.Графический метод анализа спектра отклика нелинейной цепи на гармоническое воздействие. Временные диаграммы. Спектральный состав отклика. 31
СМ СЛЕДУЮЩИЙ ВОПРОС 31
13.Работа резистивного нелинейного элемента в режиме отсечки. Временные диаграммы. Амплитуды гармоник отклика. Угол отсечки. Оптимальный угол отсечки. 32
14.Анализ спектра отклика нелинейной цепи на бигармоническое воздействие. Комбинационные частоты. 34
15.Анализ спектра отклика нелинейного элемента при полигармоническом воздействии. Комбинационные частоты. Спектральный состав отклика при аппроксимации степенным полиномом. 36
16.Сигнал с аналоговой двухполосной амплитудной модуляцией (АМ) с большим уровнем несущей. Математическая модель, временная диаграмма АМ сигнала при модуляции гармоническим и сложным сигналами. 37
17.Сигнал с аналоговой двухполосной амплитудной модуляцией с большим уровнем несущей. Математическая модель. Спектр сигнала при модуляции гармоническим и сложным сигналами. 40
18.Амплитудно-модулированные сигналы с подавленной несущей. Балансная (БМ) и однополосная (ОМ) модуляция. Спектры БМ и ОМ сигналов при модуляции гармоническим и сложным сигналами. 41
19.Сигнал с аналоговой частотной модуляцией гармонической несущей. Временная диаграмма и математическая модель сигнала. Девиация частоты и индекс частотной модуляции. 42
20.Сигнал с аналоговой частотной модуляцией гармонической несущей. Математическая модель сигнала. Спектр сигнала при различных индексах частотной модуляции. Ширина спектра. 43
21.Сравнение временных диаграмм и спектров сигналов с аналоговой амплитудной и аналоговой частотной модуляцией гармонической несущей. 45
22.Сравнение временных диаграмм и спектров сигналов с аналоговой фазовой и аналоговой частотной модуляцией гармонической несущей. 46
23.Сигнал с аналоговой фазовой модуляцией гармонической несущей. Математическая модель. Временна диаграмма. Девиация фазы и индекс фазовой модуляции. Ширина спектра. 47
24.Двоичная дискретная модуляция гармонической несущей (манипуляция). Виды манипуляций. Амплитудно- и частотно- манипулированные сигналы. Временные диаграммы, спектр, ширина спектра. 49
25.Дискретная двоичная фазовая модуляция гармонической несущей (ФМн). Относительная дискретная двоичная фазовая модуляция гармонической несущей (ОФМ). Правила формирования ОФМ. Временные диаграммы, спектры, ширина спектра, помехоустойчивость. 53
26.Дискретизация непрерывных сигналов по времени. Теорема В. А. Котельникова (определение, временные диаграммы). База сигнала. 55
27.Восстановление дискретных по времени сигналов. Ряд В. А Котельникова (пояснить временными диаграммами). Преимущества передачи дискретных сообщений. 56
28.Виды импульсной модуляции. Временные диаграммы амплитудно-импульсно- (АИМ-1, АИМ-2) и частотно-импульсно-модулированных (ЧИМ) сигналов. Спектр АИМ и ЧИМ сигнала, ширина спектра. Применение АИМ и ЧИМ сигналов. 58
29.Виды импульсной модуляции. Временные диаграммы широтно- и фазо-импульсно-модулированных сигналов (ШИМ и ФИМ). Ширина спектра ШИМ и ФИМ сигналов. Применение сигналов ШИМ и ФИМ. 60
30.Повторная (двойная) модуляция. Необходимость, примеры временных диаграмм (модулирующий сигнал, две несущие и два модулированных сигнала). 61
31.Этапы цифровой модуляции. Дискретизация непрерывных сигналов по времени и по уровню. Шкала квантования, шум квантования. Равномерное и неравномерное квантование. 62
32.Непосредственное цифровое кодирование сигналов. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Квантование и кодирование сигналов при ИКМ. Шум ложных импульсов. Схема электрическая структурная аналого-цифрового преобразователя (АЦП). 64
33.Каналы электросвязи. Классификация каналов. 66
34.Каналы электросвязи. Математические модели каналов электросвязи. 68
35.Помехи и искажения в каналах электросвязи. Классификация помех и искажений. Отличие помех от искажений. 71
36.Информационные характеристики источников дискретных сообщений. Энтропия. Свойства энтропии. Производительность и избыточность источника. 73
37.Информационные характеристики каналов связи (скорость передачи информации, пропускная способность непрерывного и дискретного каналов связи). Согласование канала связи и источника сообщений (теорема Шеннона). 75
38.Генераторы, назначение, классификация. Обобщённая электрическая структурная схема автогенератора. Назначение функциональных узлов. Процесс возбуждения колебаний в автогенераторе. 77
39.Стационарный режим работы автогенератора. Обобщённая структурная схема автогенератора. Комплексное уравнение автогенератора. Условия самовозбуждения автогенератора (баланс фаз и амплитуд). 79
40.Мягкий и жесткий режимы возбуждения генератора. Достоинства и недостатки мягкого и жесткого режимов возбуждения. Область применения LC-автогенераторов. 81
41.Трёхточечные LC-автогенераторы. Обобщённая функциональная схема трёхточечного LC-автогенератора. Требования к реактивным элементам LC-контура. Функциональная схема трёхточечного LC-автогенератора с автотрансформаторной обратной связью (индуктивная трёхточка). 84
42.Трёхточечные LC-автогенераторы. Обобщённая функциональная схема трёхточечного LC-автогенератора. Требования к реактивным элементам LC-контура. Функциональная схема трёхточечного LC-автогенератора с емкостной обратной связью (емкостная трёхточка). 87
43.Цепочечные RC-автогенераторы с фазосдвигающей цепью. Структурная электрическая схема. Принцип работы и виды фазосдвигающей цепи. Условия самовозбуждения цепочечного RC-автогенератора. 88
44.RC-автогенератор с мостом Вина. Структурная и функциональная электрические схемы. Принцип действия. Условия самовозбуждения. 91
45.Формирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов с большим уровнем несущей. Однотактный амплитудный модулятор на диоде. Принципиальная электрическая схема. Принцип действия. Временные диаграммы. 93
46.Формирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов с большим уровнем несущей. Однотактный амплитудный модулятор на транзисторе. Принципиальная электрическая схема. Принцип действия. Временные диаграммы. 96
47.Формирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов с полным или частичным подавлением несущей. Балансный амплитудный модулятор на диодах. Принципиальная электрическая схема. Принцип действия. Математическая модель и спектр сигнала на выходе балансного модулятора. 98
48.Формирование однополосных амплитудно-модулированных сигналов (ОМ) методами фазирования и фильтрации. Структурные электрические схемы модуляторов. Математическая модель и спектр сигнала на выходе модулятора ОМ сигнала. 100
49.Формирование частотно-модулированных сигналов. Принципиальная электрическая схема частотного модулятора с непосредственным управлением частотой автогенератора. Принцип действия. Временные диаграммы. 102
50.Формирование частотно-модулированных и фазомодулированных сигналов. Прямые и косвенные методы. Структурные схемы модуляторов. Принцип действия. 104
51.Дискретная модуляция гармонической несущей. Способы формирования сигналов АМн, ЧМн, ФМн. Электрическая структурная схема ключевого формирователя манипулированных сигналов. 108
52.Относительная фазовая манипуляция (ОФМ). Особенности формирования сигналов с ОФМ. Структурные электрические схемы модулятора ОФМ и относительного кодера. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе относительного кодера и выходе модулятора ОФМ сигнала. 109
53.Формирование амплитудно-, частотно-, широтно- и фазо-импульсно-модулированных сигналов (АИМ, ЧИМ, ШИМ, ФИМ). Прямые и косвенные методы. Временные диаграммы, поясняющие косвенные методы формирования сигналов ЧИМ, ШИМ, ФИМ. 110
54.Некогерентное детектирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов (АМ) с большим уровнем несущей. Принципиальная электрическая схема однотактного амплитудного детектора на диоде. Принцип действия. Временные диаграммы. Выбор параметров фильтра детектора. 112
55.Некогерентное детектирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов (АМ) с большим уровнем несущей. Принципиальная электрическая схема однотактного амплитудного детектора на диоде. Линейный и квадратичный режимы детектирования. 114
56.Когерентное детектирование амплитудно-модулированных сигналов. Синхронный детектор. Функциональная электрическая схема синхронного детектора. Особенности детектирования амплитудно-модулированных сигналов с подавленной несущей. 116
57.Когерентное детектирование фазомодулированных (ФМ) сигналов. Функциональная и принципиальная электрические схемы однотактного фазового детектора. Принцип действия. Векторные диаграммы напряжений. Детекторная характеристика. 118
58.Когерентное детектирование фазомодулированных (ФМ) сигналов. Принципиальная электрическая схема балансного фазового детектора на диодах. Принцип действия. Векторные диаграммы напряжений. Детекторная характеристика. 120
59.Детектирование частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Принципиальная электрическая схема однотактного частотного детектора с расстроенным колебательным контуром. Принцип действия. Временные диаграммы. Детекторная характеристика. 121
60.Детектирование частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Принципиальная электрическая схема балансного частотного детектора с расстроенными колебательными контурами. Принцип действия. Временные диаграммы. Детекторная характеристика. 123
61.Детектирование амплитудно-манипулированных сигналов (АМн). Поэлементный приём. Структурная электрическая схема когерентного демодулятора сигнала АМн. Принцип работы. 125
62.Детектирование фазомодулированных сигналов (ФМн). Поэлементный приём. Структурная электрическая схема когерентного демодулятора сигнала ФМн. Принцип работы. 126
63.Детектирование частотно-модулированных сигналов (ЧМн). Поэлементный приём. Структурная электрическая схема когерентного демодулятора ЧМн сигнала. Принцип работы. 127
64.Детектирование сигналов с относительной фазовой манипуляцией (ОФМ) методами сравнения фаз и полярностей. Структурные электрические схемы. Принцип работы. Особенности. 129
65.Детектирование импульсно-модулированных сигналов. Структурные электрические схемы детекторов амплитудно-, частотно- и фазо-импульсно-модулированных сигналов. Пиковый детектор. Ограничение амплитуд. 130
66.Декодирование сигналов с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Этапы цифро-аналогового преобразователя ИКМ сигнала (ЦАП ИКМ). Функциональная электрическая схема ЦАП ИКМ. Принцип действия. 132
-
Системы электросвязи. Одноканальные и многоканальные системы. Структурные схемы. Назначение функциональных узлов. Виды информации и сообщений. Сигнал (определение). Система электросвязи
Система электросвязи – совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу сообщений от источника к потребителю. В это понятие включаются передающее устройство, линия связи и приемное устройство.
Система связи называется одноканальной, если она обеспечивает передачу сообщения от одного источника к одному получателю по одной линии связи. Одноканальные системы являются малоэффективными, т.к. полоса частот, в которой работает линия связи, намного превышает ширину спектра первичных сигналов.
Рисунок 1.1 – Структурная схема одноканальной системы связи.
Система связи называется многоканальной, если она обеспечивает одновременную и независимую передачу сообщений от нескольких источников к нескольким получателям по одной общей линии связи.
Рисунок 1.2 – Структурная схема многоканальной системы связи.
Рассмотрим назначение структурных элементов схем, представленных на рисунках 1.1 и 1.2.
1 (1i) – источник сообщения – человек или техническое устройство, формирующее передаваемое сообщение a (ai).
2 (2i) – преобразователь сообщения в сигнал – устройство, которое преобразует сообщение в первичный сигнал (низкочастотный) u(t) (ui(t)). Примеры: передающая часть телеграфного аппарата, микрофон, преобразователь свет-сигнал на приборах с зарядовой связью.
3 – преобразователь сигнала (передатчик). В одноканальной системе это устройство, которое преобразует первичный сигнал во вторичный сигнал (высокочастотный) s(t), удобный для передачи по линии связи. В многоканальной системе связи это устройство, в котором первичные сигналы преобразуются в канальные, которые затем объединяются в групповой сигнал, направляемый в линию связи:
,
где si(t) – канальные сигналы – сигналы, однозначно связанные с первичными сигналами ui(t) и обладающие определенными признаками, позволяющими разделить их на приеме;
N – число каналов в системе.
Элементы 2 (2i) и 3 образуют передающее устройство.
4 - линия связи – среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику. Различают линии связи:
- проводные (электромагнитное поле распространяется вдоль непрерывной направляющей среды). Примеры: воздушные и кабельные линии, волноводы, световоды;
- радиолинии (электромагнитные волны распространяются в свободном пространстве). Примеры: радиорелейные и спутниковые линии.
При прохождении по линии связи электрические сигналы подвергаются воздействию помех n(t) и искажений. Это приводит к тому, что сигнал на выходе линии связи z(t) и принятое сообщение а’ (a’i) могут отличаться от сигнала на входе линии связи и передаваемого сообщения.
Степень соответствия принятого сообщения переданному называют верностью передачи сообщения.
Канал электросвязи – совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу первичных сигналов между двумя пунктами. Элементы 3, 4 и 5 образуют канал (каналы) связи.
5 - преобразователь сигнала (приёмник). В одноканальной системе связи это устройство, которое по принятому вторичному сигналу восстанавливает первичный сигнал u’(t). В многоканальной системе это устройство, которое из измененного искажениями и помехами группового сигнала выделяет канальные сигналы s’i(t), которые затем преобразуются в первичные сигналы u’i(t).
6 (6i) – преобразователь сигнала в сообщение – устройство, которое преобразует первичный сигнал в принятое сообщение а’ (a’i).
Примеры: приемная часть телеграфного аппарата, телефон, громкоговоритель, кинескоп.
Элементы 5 и 6 образуют приемное устройство.
7 (7i) – получатель сообщения – человек или техническое устройство, воспринимающее сообщение.