Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

(ОмГУПС)

Кафедра: «Системы передачи информации»

Дисциплина: «Теория передачи сигналов»

Курсовой проект

Характеристики сигналов

в каналах связи

Студент У-ДОТ-2107-9994

_______ Пирожков Р.В.

Омск, 2013

УДК 621.351

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит 24 страницы, 11 иллюстраций, 8 таблиц, 4 использованных источников.

СИГНАЛ, СПЕКТР, ЭНЕРГИЯ, ЧАСТОТА, ДИСКРЕТИЗАЦИЯ, КОДИРОВАНИЕ, КОРРЕЛЯЦИЯ, МОДУЛЯЦИЯ, ИНФОРМАЦИЯ, ВЕРОЯТНОСТЬ

В данном курсовом проекте производится построение временных функций исследуемых сигналов, расчет их спектральных характеристик и частотной зависимости энергии; определение по графику частотной зависимости энергии граничных частот спектров сигналов и в соответствии с этим выбор для дальнейших расчетов сигнала с самым узким спектром; расчет технических характеристик АЦП и построение дискретизированного во времени и квантованного по уровню сигнала; расчет и построение графиков автокорреляционной функции и спектральной плотности энергии.

Содержание

5

7

7

7

11

11

13

15

15

17

18

19

20

21

23

24

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………

Содержание 4

1. характеристикИ сигналОВ 7

1.1. Временные функции сигналов 7

1.3. Энергия сигнала 11

1.4. Граничные частоты спектров сигналов 11

2. РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЦП 13

Заключение 22

Библиографический список 24

1.1 Временные функции сигналов………………………………………………………………..

1.2 Частотные характеристики сигналов…………………………………………………………

1.3 Энергия сигнала………………………………………………………………………………….

1.4 Граничные частоты спектров сигналов………………………………………………………...

2 РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЦП….…………………………………….

3 ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛА ИКМ…………………………………………………………

3.1 Функция корреляции…………………………………………………………………………….

3.2 Спектр сигнала ИКМ…………………………………………………………………………..

4 ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА………………………………….

4.1 Спектр модулированного сигнала…………………………………………………………….

5 РАСЧЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛА……………………………

6 РАСЧЕТ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ ОПТИМАЛЬНОГО ДЕМОДУЛЯТОРА…………….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………………

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………………………..

Введение

На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перевозок, уменьшению времени оборотов вагонов и повышению производительности труда. Эти задачи решаются по двум основным направлениям: техническим перевооружением транспортных средств и совершенствованием системы управления перевозочным процессом.

Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Комплекс технических средств АСУЖТ включает в себя вычислительные центры Министерства путей сообщения, управлений дорог и отделений, связанные в единое целое сетью передачи данных.

Управление территориально разобщенными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием систем передачи информации, то есть систем связи, работающих по проводным и радиоканалам. А также по волоконно-оптическим линиям связи.

Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами.

Передача информации на железнодорожном транспорте ведется в условиях воздействия сильных и разнообразных помех. Поэтому системы связи должны обладать высокой помехоустойчивостью, что связано с безопасностью движения. К системам связи предъявляют также требования высокой эффективности при относительной простоте технической реализации и эксплуатации.

Проблема эффективности системы передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономически выгодным образом (с точки зрения затрат энергии и полосы частот) в заданное время. Перечисленные проблемы тесно связанны между собой.

Рассмотрим некоторые определения, необходимые нам в теории.

Информация - совокупность сведений, о каком - либо предмете, явлении.

Сообщение - та же информация, выраженная в знаковой форме. Любая система связи предназначена для передачи информации, которая должна иметь некоторою неопределенность, иначе передавать ее не имело смысла.

Сигнал - материальный переносчик сообщений. Между сообщением и сигналом должна быть жесткая функциональная связь.

Канал связи - набор технических средств для передачи сигналов. Разберем его состав в общем виде. На рисунке показан канал для передачи непрерывных сообщений.

Разберем назначение блоков приведенного канала связи.

П^-1, П¹ - преобразователи сообщения в сигнал и наоборот - сигнала в сообщение .

Непрерывные сообщения можно передавать дискретными сигналами. Операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется дискретизацией. Дискретизация осуществляется не только по времени, но и по уровням. Дискретизация значений функции (уровня) носит название - квантования.

Кодер сообщения формирует первичный код, каждое сообщение из ансамбля записывается им в форме двоичного представления. Декодер сообщения осуществляет обратную задачу. Собственно, на этом этапе преобразований сигнал можно передавать до потребителя, но в таком виде он будет не защищен от помех, и достоверность передачи будет низка. Поэтому далее идут преобразования, направленные на повышения помехоустойчивости канала.

Кодер канала по первичному коду формирует помехоустойчивый код. Здесь в код закладывается определенная избыточность, что позволяет в декодере канала обнаружить, либо исправить ошибки, возникшие при передаче.

Модулятор определяет вид сигнала, передаваемого по линии связи. Демодулятор выделяет принимаемый код по модулированному сигналу.

Линия связи - это материальная среда для передачи сигналов (кабель, радио эфир). Именно здесь (в основном) к полезному сигналу добавляется непрогнозируемые помехи. Строя модулятор, демодулятор (модем), необходимо принять меры для борьбы с помехами.

Цифровой преобразователь (ЦАП) служит для восстановления сообщения.

Интерполятор позволяет по сигналу с ЦАП сформировать непрерывный сигнал.

Рисунок 1 – Канал связи