Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра телекоммуникационных систем

Расчетно-графическая работа

по дисциплине: Теория электрической связи

Специальность: 050719 Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Выполнила: Дуйсенбек А. Группа: РЭТ-11-10 № зач. кн. 113042

Проверил: старший преподаватель Богомолова Л.Г.

«15» октября 2013г

Алматы, 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………………………….3

1 Задание к задаче №1…………………………………………………………………...4

1. Разложение в ряд Фурье………………………………………………………….5-6

2. Мгновенные значения напряжений на входе……………………………………..7

3. Дискретный спектр входного сигнала…………………………………………….7

4. График входного напряжения…………………………………………………...7-8

2 Задание к задаче №2…………………………………………………………………...9

2.1 Назначение модуляции несущего сигнала………………………………………10

2.2 Упрощенная схема транзисторного амплитудного модулятора……………10-11

2.3 Статическая модуляционная характеристика………………………………..11-12

2.4 Оптимальное напряжение смещения…………………………………………….12

2.5 Коэффициент модуляции М……………………………………………………...13

3 Задание к задаче №3………………………………………………………………….14

3.1 Назначение детектирования модулированных колебаний……………………..15

3.2 Схема линейного диодного детектора…………………………………………...15

3.3 Расчет сопротивления нагрузки………………………………………………….15

3.4 Значение емкости нагрузки детектора……………………………………….15-16

3.5 Спектры напряжений на входе и выходе детектора……………………………17

4 Задание к задаче №4………………………………………………………………….18

4.1 Кодирование комбинации помехоустойчивым циклическим кодом………….19

4.2 Проверка правильности построения……………………………………………..20

4.3 Таблица синдромов циклического кода……………………………………...20-21

4.4 Возможность исправления ошибки……………………………………………...22

4.5 Структурная схема кодера циклического кода……………………………...22-23

Заключение……………………………………………………………………………..24

Список литературы…………………………………………………………………….25

Приложение…………………………………………………………………………26-30

Введение

Значительная часть информации в современном обществе передается с помощью радиотехнических средств электрическими сигналами в системе связи различного назначения. Можно сказать, что жизнь современного общества практически невозможна без хорошо развитой электросвязи.

Данная расчетно-графическая работа состоит из четырех заданий. В первой задаче нам необходимо исследовать принцип разложения входного периодического сигнала в ряд Фурье. Основным преимуществом данного разложения является простое математическое описание. Согласно варианту дан треугольный сигнал, которых также нужно представить в виде спектральной диаграммы, графически показать входное напряжение по пяти гармоникам и постоянной составляющей.

Во втором задании необходимо исследовать работу транзисторного амплитудного модулятора, построить его статистическую модуляционную характеристику. Из графика необходимо определить оптимальный режим работы, а также посчитать коэффициент модуляции М.

В третьем задании необходимо изучить параметры диодного детектора, построить спектры на входе и выходе детектора.

В четвертом задании расчетно-графической работы необходимо исследовать принципы кодирования и декодирования помехоустойчивым циклическим кодом и разработать структурную схему кодера для циклического кода, исправляющего одиночные ошибки.

1 Задача №1

На вход линейного элемента (электрического фильтра) подается периодический сигнал.

Требуется:

а) разложить в ряд Фурье (в тригонометрической форме) сигнал на входе фильтрующей цепи, определить постоянную составляющую и коэффициенты первых пяти гармоник, не равных нулю;

б) записать мгновенные значения напряжений на входе;

в) изобразить дискретный спектр входного сигнала;

г) построить график входного напряжения по пяти гармоникам и постоянной составляющей;

д) начиная со второй по пятую гармоники, расчет произвести на ЭВМ.

Исходные данные:

Um=80 мВ

мВ

u(t)

t, мкс

Т

0,5Т

Um

Рисунок 1 – Входной сигнал

1. Разложить в ряд Фурье (в тригонометрической форме) сигнал на входе фильтрующей цепи, определить постоянную составляющую и коэффициенты первых пяти гармоник, не равных нулю.

Разложение периодического сигнала в ряд Фурье осуществляется по формуле:

Составим уравнение сигнала на участке 0≤t≤Т:

t=0; U(t)=80 мВ;

t=Т; U(t)=0;

Следовательно:

_{Заменяя Тω=2π, получаем} , т.к. sin(2π)=0, синусоидальная составляющая отсутствует

Найдем коэффициенты синусоидальной составляющей в разложении сигнала в ряд Фурье.

Преобразовав, получаем

Подставляя значения n=1,2,3… получаем значения коэффициентов b1, b2, b3…

Сигнал, разложенный в ряд Фурье, запишем в виде

2. Запишем мгновенные значения напряжений на входе:

3. Изобразим дискретный спектр входного сигнала:

4. Построим график входного напряжения по пяти гармоникам и постоянной составляющей:

2. Задача №2

Дана вольт-амперная характеристика амплитудного модулятора, аппроксимированная выражением:

I_k - ток коллектора транзистора;

U_б - напряжение на базе транзистора;

S – крутизна характеристики;

Uo – напряжение отсечки;

Требуется:

а) объяснить назначение модуляций несущей и описать различные виды модуляции;

б) изобразить схему транзисторного амплитудного модулятора, пояснить принцип ее работы и назначение ее элементов;

в) дать понятие статической модуляционной характеристики (СМХ);рассчитать и построить СМХ при заданных s, u₀ и значения амплитуды входного высокочастотного напряжения U_m;

г) с помощью СМХ определить оптимальное смещение Е₀ и допустимую величину амплитуды U_Ω модулирующего напряжения U_ΩcosΩt, соответствующие неискаженной модуляции;

д) рассчитать коэффициент модуляции M для выбранного режима;

Исходные данные:

2.1 Транзисторная амплитудная модуляция.

Модуляция - это физический процесс управления параметрами несущего колебания.

В радиотехнике широкое распространение получили системы модуляции, использующие в качестве несущего колебания простое гармоническое колебание, имеющее три свободных параметра U, и . Изменяя во времени тот или иной параметр, можно получать различные виды модуляции.

Если переменной оказывается амплитуда сигнала U(t), причем остальные два параметра  и  неизменны, то имеется амплитудная модуляция несущего колебания.

Если в несущем колебании передаваемое сообщение s(t) изменяет либо частоту , либо начальную фазу , при этом амплитуда остается неизменной, то имеется угловая модуляция. При изменении фазы несущего колебания имеет место фазовая модуляция, частоты – частотная.

Для более эффективного использования мощности спектра АМ сигнала были предложены интересные решения:

1. Исключить из спектра АМ сигнала несущую и передавать только две боковых полосы частот. При этом реализуется так называемая балансная модуляция (БМ) или передача на двух боковых полосах (ДБП).

2. Из спектра ДБП исключить еще одну боковую полосу частот (верхнюю или нижнюю), поскольку каждая из них содержит полную информацию о модулирующем сигнале u_m(t). При этом уже получаем однополосную модуляцию (ОМ), т.е. модуляцию с одной боковой полосой – ОБП или SSB – сигнал.

Очевидными достоинствами БМ и ОМ сигналов является увеличение эффективности использования мощности передатчика и соответственно повышения качества приема таких сигналов. Кроме того, при ОМ вдвое уменьшается ширина спектра модулированного сигнала, что позволяет во столько же увеличить число сигналов, передаваемых в заданной полосе частот.