4.2.2Амплітудна багаторівнева модуляція гармонійних коливань

1. Як сигнали, що модулюють U(t), використати уже розглянуте вище повідомлення, за модульований сигнал взяти гармонійне коливання з частотою ω = 5 і амплітудою U_m= /10 В, коефіцієнтом модуляції М = 1,0.

2. Побудувати модель амплітудно модульованого сигналу одним із способів:

- Вписати корисний сигнал U(t), який складається з декількох відеоімпульсів в формулу модуляції: U_ам(t)=U_m(1+M*S(t))cos(ωt).

Наприклад:

.

- Помножити інформаційне повідомлення на несуче високочастотне коливання (зникає можливість завдання коефіцієнта модуляції М):

Наприклад, при М = 0,5 (див. рис. 3):

3. Побудувати спектр радіоімпульсу використовуючи перетворення Фур’є:

4. Побудувати спектр відеоімпульсу і радіоімпульсу в одній системі (див. рис. 5) координат і зробити висновки щодо зміщень спектрів в частотній області:

5. Повторити п.п. 1 – 4 при М = 1,2. Зробити висновки щодо можливостей передачі не спотвореної інформації.

6. Виходячи із того, що максимальне значення ширини спектру сигналу при передачі таких сигналів допускається обмежити інтервалом частот від максимального значення амплітуд до першого “нуля” спектру, визначити потрібну ширину смуги пропускання каналу при використанні для передачі інформації радіоімпульсів.

7. Знаючи потрібну ширину смуги пропускання каналу та кількість амплітудних градацій сигналу визначити потенційне значення пропускної спроможності каналу в заданих умовах . Визначити можливу швидкість посимвольної передачі симв/с.

8. Порівняти одержане значення пропускної спроможності каналу при передачі інформації із використанням радіоімпульсів із пропускною спроможністю каналу при передачі інформації із використанням із відеоімпульсів а також із можливою швидкістю посимвольної передачі . Значення , , В включіть у відповідні рядки табл. 1 розділу 4.5. Зробіть відповідні висновки.

Примітка. Для одержання відповідних відображень в часовій та частотній областях використати відомості із вивчених раніше дисциплін та скористатися апаратом Matcad чи Matlab.

4.3Аналіз ефективності імпульсно кодової маніпуляції (ікм)

1. Для формування сигналу ІКМ записати свої прізвище, ім’я та по батькові і вибрати перші 20 букв.

2. Вважати кожну букву повідомлення імпульсом-відліком, амплітуда якого дорівнює порядковому номеру даної букви в українському алфавіті, а тривалість періоду відліків дорівнює визначеній Вами у п. 4 розділу 4.1.1. тривалості часових параметрів сигналу . Здійснити перетворення цих відліків в сигнали ІКМ.

3. З цією метою вважати, що вихідна таблиця відповідності українського алфавіту і двійкового коду має вигляд, наданий в табл. 1. Для Вашого варіанту побудувати таблицю відповідності українського алфавіту і двійкового коду. При використанні українського алфавіту, який разом із апострофом (’) та позначкою пробілу (_) має 34 знаки, визначте довжину кодової комбінації (n) при використанні двійкового коду (при m = 2).

Для Вашого варіанту завдання нумерацію літер в табл. 1 розпочати із числа, яке дорівнює номеру Вашого прізвища за журнальним списком (номер першої літери А дорівнює ), і завершити номером ( ).

Використовуючи одержаний Вами максимальний номер літер із табл. 1, визначте і наведіть у пояснювальній записці:

Табл.1

№ п/п	Буква	Амплітуда відліку	Двійковий код
	А		0	0	0	0	0	0
	Б		0	0	0	0	0	1
	В		0	0	0	0	1	0
	Г		0	0	0	0	1	1
	Ґ		0	0	0	1	0	0
	Д		0	0	0	1	0	1
	Е		0	0	0	1	1	0
	Є		0	0	0	1	1	1
	Ж		0	0	1	0	0	0
	З		0	0	1	0	0	1
	И		0	0	1	0	1	0
	І		0	0	1	0	1	1
	Ї		0	0	1	1	0	0
	Й		0	0	1	1	0	1
	К		0	0	1	1	1	0
	Л		0	0	1	1	1	1
	М		0	1	0	0	0	0
	Н		0	1	0	0	0	1
	О		0	1	0	0	1	0
	П		0	1	0	0	1	1
	Р		0	1	0	1	0	0
	С		0	1	0	1	0	1
	Т		0	1	0	1	1	0
	У		0	1	0	1	1	1
	Ф		0	1	1	0	0	0
	Х		0	1	1	0	0	1
	Ц		0	1	1	0	1	0
	Ч		0	1	1	0	1	1
	Ш		0	1	1	1	0	0
	Щ		0	1	1	1	0	1
	Ь		0	1	1	1	1	0
	Ю		0	1	1	1	1	1
	Я		1	0	0	0	0	0
	‘		1	0	0	0	0	1
	_		1	0	0	0	1	0

• потрібну розрядність коду (n) для застосування імпульсно – кодової модуляції (ІКМ) та кількість рівнів квантування первинних сигналів таку, що ;

• тривалість елементарного сигналу для цієї ІКМ таку, що ;

• амплітуду елементарного сигналу для цієї ІКМ таку, що .

Наприклад, заданим є повідомлення у вигляді

Романенко_Роман_Анатолійовіч,

то першими 20 буквами є підкреслені:

Романенко_Роман_Анатолійовіч,

4. Кожну букву вважати відліком деякого процесу. Амплітуду відліку взяти такою, що дорівнює порядковому номеру букви. Закодувати ці відліки двійковим кодом (наприклад на рис. 1, 2 надані приклади ІКМ для m = 2, n = 6), намалювати ці відліки і відповідні їм сигнали із використанням ІКМ.

Для спрощення рисунків для відображення наступних перетворень можна розбити вихідне повідомлення на 2 послідовності по 10 в кожній. Перша із цих послідовностей для заданого прикладу має вигляд:

Романенко_

а друга:

Роман_Анат

Згідно прикладу табл. 1 перша частина заданої послідовності букв повідомлення буде представлена наступною послідовністю кодових комбінацій:

Р	О	М	А	Н	Е	Н	К	О	_
20	18	16	0	17	6	17	14	18	34
010100	010010	010000	000000	010001	000110	010001	001110	010010	100010

Аналогічно, друга частина заданої послідовності букв повідомлення буде представлена наступною послідовністю кодових комбінацій:

Р	О	М	А	Н	_	А	Н	А	Т
20	18	16	0	17	6	0	17	0	22
010100	010010	010000	000000	010001	000110	000000	010001	000000	010110

Тоді розподіл амплітуд відповідних сигналів та їх часове відображення при використанні ІКМ має вигляд, наданий на рисунках 1 та 2.

5. З врахуванням заданої періодичності відліків та визначеної розрядності коду ІКМ (n) визначте тривалість елементарного сигналу для цієї ІКМ таку, що . Визначте можливу швидкість посимвольної передачі симв/с. Побудуйте спектр послідовності із n відеосигналів із тривалістю та амплітудою .

6. Виходячи із того, що максимальне значення ширини спектру сигналу при передачі таких сигналів допускається обмежити інтервалом частот від максимального значення амплітуд до першого “нуля” спектру, визначити потрібну ширину смуги пропускання каналу при використанні для передачі інформації відеоімпульсів.

7. Знаючи потрібну ширину смуги пропускання каналу та кількість амплітудних градацій сигналу визначте потенційне значення пропускної спроможності каналу в заданих умовах. Порівняйте потенційне значення пропускної спроможності каналу в заданих умовах та потрібну швидкість посимвольної передачі В.

Рис. 1. Розподіл амплітуд перших 10 сигналів та їх часове відображення при використанні ІКМ

Рис. 2. Розподіл амплітуд других 10 сигналів та їх часове відображення при використанні ІКМ

Значення , , В включіть у відповідні рядки табл. 1 розділу 4.5. Зробіть відповідні висновки.