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:Калыков Д. Группа: РЭТ-11-10 № зач.кн. 113073

Проверил: старший преподаватель Богомолова Л.Г.

«___» _____________________2013г.

Алматы, 2013 содержание.

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

Задача 1………………………………………………………………………………………4

Задача 2………………………………………………………………………………………9

Задача 3……………………………………………………………………………………...14

Задача 4……………………………………………………………………………………...18

Заключение …………………………………………………………………………………22

Список литературы…………………………………………………………………………23

Введение

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

Данная расчетно-графическая работа состоит из четырех зданий. 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, который также надо 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. Диодное детектирование обеспечивает наименьшие искажения, но обладает малой чувствительностью: для нормальной работы к диодному детектору должно подводиться высокочастотное напряжение не ниже 0,5 В. Поэтому диодный детектор применяется главным образом в супергетеродинных приемниках, где детектированию предшествует значительное усиление по промежуточной частоте.

Во 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. В современной связи при передачи цифрового сигнала широко используются помехоустойчивое кодирование, которое основано на применении корректирующих кодов - это коды, которые обнаруживают или также исправляют ошибки, вызванные действием помех. Данный метод является эффективным средством повышения достоверности передачи данных.

Задача №1.

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

Требуется:

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

• записать мгновенные значения напряжений на входе;

• изобразить дискретный спектр входного сигнала;

• построить график входного напряжения или тока по пяти гармоникам и постоянной составляющей.

• Начиная со второй по пятую гармоники, расчет произвести на ЭВМ.

Исходные данные:

Um=140 мВ

Форма сигнала представлена на рис.3

Рисунок 1. Форма сигнала.

Выполнение задания.

на промежутке времени от 0 до 0,5Т

на промежутке времени от 0,5Т до Т

Как видно, это неопределенная функция относительно оси ординат, поэтому:

Постоянная составляющая:

Амплитуда косинусоидальной составляющей:

Найдем коэффициенты синусоидальной составляющей в разложении сигнала в ряд Фурье.

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

На промежутке 0 ≤ t ≤ 0.5T U(t)=140 мВ

На промежутке 0 .5Т≤ t ≤ T U1(t)=-140 мВ

Сигнал, разложенный в ряд Фурье, запишем в виде:

Разложение сигнала по пяти гармоникам:

Теперь построим спектр этого разложенного сигнала:

Рисунок 2. Спектр разложенного сигнала.

Построим график входного напряжения по пяти гармоникам и постоянной составляющей:

Рисунок 3. График входного напряжения по пяти гармоникам

Рисунок 4. График входного напряжения и постоянной составляющей .

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;

Решение.

1. Модуляция необходима для того, чтобы перенести спектр низкочастотного информационного сигнала в рабочую полосу частот канала связи, по которому надо передать сигнал. Модуляция основана на принципе: у высокочастотного несущего гармонического колебания изменяют пропорционально мгновенным значениям информационного сигнала один из трёх параметров – амплитуду, фазу или частоту.

Виды модуляции:

А) Амплитудная (однотональная, при сложном модулирующем сигнале, амплитудно-манипулированная, балансная, однополосная);

Б) Фазовая;

В) Частотная.

2. Схема амплитудного транзисторного модулятора изображена на рисунке 4. Принцип работы модулятора: рабочая точка транзистора перемещается в такт с низкочастотным модулирующим напряжением, за счёт этого происходит непрерывное изменение угла отсечки несущего сигнала. Амплитуда первой гармоники импульсов коллекторного тока оказывается

Рисунок 5. Схема транзисторного амплитудного модулятора

пропорциональной моделирующему напряжению. Колебательный контур на выходе, настроенный на несущую частоту, фильтрует коллекторный ток и выделяет амплитудно-модулированный сигнал.

3.Под статической модуляционной характеристикой понимается зависимость амплитуды первой гармоники тока коллектора I_k1 транзистора от постоянного напряжения смещения на базе U_бэ, при постоянной амплитуде напряжения несущей коллектора.

Расчет СМХ произвели для пяти-семи значений напряжения смещения на интервале от (Eo – Um) до (Eo + Um) , т.е. от (0.5 – 0.6) до (0.5 + 0.6) или от (-0.1) до (1.1), и в пределах которого угол отсечки изменяется от 0⁰ до 180⁰ (от 0 до π рад).

, рад.

Выразим : U_БЭ=E₀−cosθ∙U_m ,B

при =0°:
при =30°:
при =45°:
при =60°:
при =90°:
при =120°:
при =150°:
при =180°:

Ток коллектора равен:

Найдем по формуле расчета коэффициента Берга:

Следовательно:
при =0°:	мА
при =30°:	мА
при =45°:	мА
при =60°:	мА
при =90°:	мА
при =120°:	мА
при =150°:	мА
при =180°:	мА

Построим СМХ по полученным данным:

Рисунок 6 - Статистическая модуляционная характеристика

2.4.Необходимо определить с помощью СМХ оптимальное напряжение смещения и допустимую величину амплитуды модулирующего сигнала

Оптимальное напряжение смещения определяю середину линейного участка СМХ, из приведенного выше рисунка следует, что E_БЭопт=0,45 В, а U_Ωmax=0,7 В.

Коэффициент модуляции определяется по СМХ для данного режима по формуле:

Задача №3.

Требуется:

1. Пояснить назначение детектирования модулированных колебаний;

2. Изобразить схему линейного диодного детектора, описать принцип его работы и назначение элементов, входящих в схему детектора;

3. Рассчитать сопротивление нагрузки R_н для получения заданного коэффициента детектирования К_Д;

4. Выбрать значение емкости нагрузки детектора С_Н при заданных f₀ и F;

5. Рассчитать и построить спектры напряжений на входе и выходе детектора;