
- •Измерительно-информационные системы.
- •Оглавление
- •1. Измерительно-информационные системы. Введение.
- •Обобщенная структура иис
- •Структура преобразований от источника информации к получателю
- •Формула Шеннона и ее толкование.
- •Продолжительности времени, которое она поступает, т
- •Полосы частот, используемой для передачи информации (чем шире полоса частот, тем больше информации), f
- •Отношения сигнал-шум, σс2/σш2
- •Связь условной вероятности и потери информации.
- •Первичные преобразователи и их погрешности.
- •Разновидности сигналов на выходе датчика.
- •Принципы преобразования. Типы первичных преобразователей
- •Погрешности первичных преобразователей и их причины.
- •2.4. Назначение масштабирования в иис.
- •2.5. Погрешность ацп.
- •Передача цифрового сигнала.
- •3.1 Обобщенная структура радиоканала.
- •3.2.Виды сигналов в цифровых радиоканалах.
- •3.3. Зависимость пропускной способности канала от вида модуляции.
- •Информативность бинарного канала.
- •О пределение значения вероятности ошибки.
- •Способы регенерации сигналов.
- •Оценивание относительной ошибки в кодовом слове из-за шумов.
- •Синхронизация в цифровых иис.
- •Применение синхрокодов.
- •Выделения синхросигнала непосредственно из битового видео сигнала.
- •Использование сигнала на частоте несущей.
- •Коды Баркера для битовых сигналов.
- •Принципы разделения каналов в многоканальных измерительных системах.
- •Виды разделения каналов.
- •Ошибка дискретизации из-за пересечения спектров.
- •О необходимости предварительной фильтрации перед дискретизацией.
- •Обоснование выбора частоты дискретизации fд в измерительных системах.
- •5.2. Оценка мощности шума для телевизионного канала (космическое телевидение)
- •Понятие коэффициента шума.
- •Оценка относительной погрешности усечения при нормировке нормального процесса.
- •Оценка вероятности ошибки при регенерации (восстановлении) символов.
- •Обеспечение информационной надежности систем. Мажоритарное резервирование.
- •Скользящее резервирование, как перспективный путь повышения надежности мультипроцессорных систем.
- •Основные показатели надежности для всех видов скользящего резервирования.
- •Метод состояний (цепи Маркова).
- •Теория массового обслуживания и пропускная способность.
- •Причины избыточности измерительных систем.
Выделения синхросигнала непосредственно из битового видео сигнала.
Разновидности битовых сигналов:
Битовый сигнал
(код без возвращения к 0) БВН
τи
(возвращение к 0) ВН
τи/2
(код с расщепленной фазой) РФ
Рисунок 57
fт=1/τи
fт- тактовая частота
τи- длительность импульса
П
роанализируем
спектр этих видов сигналов.
БВН нет спектральной
1/τи 2/τи составляющей
ВН есть спектр. составляющ.,
1/τи 2/τи расширили спектр
РФ имеет преимущество
1/τи 2/τи перед ВН
Рисунок 58
Применение кода с РФ более предпочтительно.
ФАП:
f=fт
Рисунок 59
Использование сигнала на частоте несущей.
АМ АМ-КИМ
АМ-ИКМ
1 0 1
АЧХ
fc
fc-1/τи fc fc+1/τи
τи=Т
Рисунок 60
Выделенную несущую можно использовать для формирования тактового сигнала.
АМ не используется для цифровых систем.
КИМ – кодово-импульсная модуляция
ИКМ – импульсно-кодовая модуляция
Ч
М
КИМ-ЧМ АЧХ
1 0 1
fc-Δf fc fc+Δf
Рисунок 61
Δf- девиация частоты
m= Δf/f – индекс девиации
Чем больше девиация, тем меньше информации на частоте несущей.
ФМ для цифровых сигналов - фазовая манипуляция
ω=dφ/dt
1 0 1 1 0
Рисунок 62
Коды Баркера для битовых сигналов.
1 0
τи
N=11
0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0
Рисунок 63
Из потока данных сравниваем и если комбинация совпадает, то определим 0 или 1
«+» - хорошая помехозащищенность
«-» - расширения спектра в 11 раз
Принципы разделения каналов в многоканальных измерительных системах.
Виды разделения каналов.
1.Частотное разделение сигналов.
f
fmin fc3 fc2 fc1 fmax
Рисунок 64
fнс – частота несущего сигнала
Для системы отведён разрешённый диапазон fmin÷fmax. Для каждого канала отведена определённая часть разрешённого диапазона, по каждому каналу передается определенная информация. На приёмной стороне – фильтры АЧХ.
Частотное разделения канала с помощью поднесущей сигнала.
Fm1 fc
Рисунок 65
fc – частота несущей
Fm1 – частота, которой модулируем сигнал
fc-Fm3 fc-Fm2 fc-Fm1 fc fc+Fm1 fc+Fm2 fc+Fm3
Рисунок 66
Передатчик на частоте fc один, но сложный сигнал передаем с помощью поднесущей.
F
m1
Fm2
Fm3
Рисунок 67
Можно просуммировать все эти три сигнала, и полученным сигналом модулируем основной сигнал.
«+» - вся информация передается одновременно, и мы имеем доступ к любому источнику информации в любой момент времени
«-» - широкая полоса частот
- надо делать интервал, чтобы спектры не пересекались, а значит, еще больше расширяем спектр
- нужны фильтры, потому что принимаем сумму сигналов; сумму сигналов слодно разделить
2. Временное разделение каналов.
Для временного разделения каналов используется одна несущая (один передатчик). Рассмотрим, как осуществляется модуляция несущей.
Пусть источника информации три – 1, 2, 3 ;пусть они четырех-разрядные.
кадровый 1 2 3 кадровый
синхроимпульс синхроимпульс
1
1 1 1
1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1
1 1 1
Рисунок 68
После передачи 3х каналов нужна синхронизация, чтобы знать, что все 3 канала закончились, поэтому – синхроимпульс кадра.
Толкование теоремы Котельникова.
Tд
Tи Uи
Рисунок 69
fд = 1/ Tд
fд
– частота дискретизации,
Tд
–
период дискретизации
S(f) fд
f
fгр 1/τ 2/τ
Рисунок 70
Если τи стремится к нулю, то спектр – последовательность дельта-функций
S(f)
fд
f
Рисунок 71
Будем делать выборку из сигнала, меняющегося по гармоническому закону:
t
Рисунок 72
Теорема Котельникова: fд=2fгр