Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
KR_SPR_rus.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
396.29 Кб
Скачать

1. Анализ характеристик первичного сигнала.

2. Расчеты параметров АЦП.

3. Расчет сигнального созвездия цифровой модуляции.

4. Расчеты характеристик сигналов, передаваемых каналом связи.

5. Анализ прохождения помехи через блоки демодулятора.

Выводы.

1 Анализ характеристик первичного сигнала

Исходные данные:

  • спектральная плотность мощности (СПМ) Gb(f) сигнала b(t);

  • дисперсия сигнала b(t);

  • относительная доля r средней мощности сигнала b(t), которая сосредоточена на интервале частот (0, Fmax).

Необходимо:

  • найти среднюю мощность Pb сигнала b(t);

  • найти корреляционную функцию Kb() сигнала b(t);

  • проверить, выполняются ли для функции Kb() основные свойства корреляционных функций случайных процессов;

  • построить график спектральной плотности мощности Gb(f);

  • построить график корреляционной функции Kb();

  • определить максимальную частоту Fmax спектра сигнала и показать ее на графике Gb(f);

  • определить интервал корреляции к сигнала и показать его на графике Kb().

Расчетные соотношения

При выполнении этой задачи рекомендуется использовать литературу [1, разд. 2.2; 3, разд. 4.3, 4.4; 4, разд. 7.1].

Средняя мощность сигнала b(t) определяется по заданной СПМ

Pb = 2 (1.1)

Поскольку среднее значение сигнала b(t) равно нулю, то полученное значение средней мощности должно совпадать с заданным значением дисперсии сигнала.

Корреляционная функция сигнала определяется по заданной СПМ

(1.2)

После определения функции Kb() необходимо проверить, выполняются ли основные свойства корреляционных функций случайных процессов:

  • Kb() – четная функция;

  • Kb(0) = Pb;

  • Kb(0)  Kb().

Графики функций Gb(f) и Kb() необходимо построить для неотрицательных значений аргументов с использованием числовых масштабов по осям координат.

Интервал корреляции сигнала к необходимо определить как протяженность интервала (0, к), вне которого значения функции корреляции или ее огибающей, если Kb() имеет колебательный характер, не превышают 0,1Кb(0). Интервал корреляции можно определить аналитически, решая уравнение

Kb(к) = 0,1Kb(0), (1.3)

численно, подбирая к, при котором выполняется равенство (1.3), графически или из графика Кb(), проводя горизонтальную линию на уровне 0,1Kb(0) до пересечения с графиком.

В курсовой работе максимальная частота спектра сигнала Fmax определяется как протяжность интервала (0, Fmax), в котором сосредоточена относительная доля r средней мощности сигнала, т.е. из условия

. (1.4)

Сначала необходимо выполнить интегрирование, а из полученного уравнения аналитически или численно найти Fmax. Трудности могут возникать в случае спектра вида А; чтобы их преодолеть, достаточно принять, что Fmaxf0Fmax и Fmax + f0Fmax.

Для выполнения интегрирования (1.1), (1.2) и (1.4) можно использовать справочные соотношения, приведенные в Приложении Б.

2 Расчета параметров ацп и цифрового сигнала

Исходные данные:

  • максимальная частота спектра сигнала Fmax, который преобразуется АЦП;

  • коэффициент амплитуды непрерывного сигнала КА;

  • допустимое отношение сигнал/шум квантования кв доп;

  • квантование в АЦП равномерное.

Необходимо:

  • составить и описать структурные схемы АЦП и ЦАП;

  • определить частоту дискретизации fд и интервал дискретизации Тд;

  • определить число уровней квантования L и длину кода АЦП n;

  • определить отношение сигнал/шум квантования кв при выбранном числе уровней квантования;

  • определить длительность двоичного символа Tб и скорость цифрового сигнала R.

Расчетные соотношения

Структурная схема АЦП детально описана в учебниках [1, разд. 8.1; 2, разд. 17.2]. Приведенные там схемы АЦП необходимо дополнить входным ФНЧ, который в реальных системах радиосвязи используется для ограничения спектра первичного сигнала. Это связано с тем, что у большинства первичных сигналов спектр является медленно убывающей функцией, а величина Fmax не является частотой, выше которой спектр равняется нулю, а является предельной частотой полосы, которую необходимо передать каналом связи из определенного условия (Fmax определена в предыдущем разделе).

Согласно теореме Котельникова [1, разд. 2.7; 2, разд. 2.4] частота дискретизации должна удовлетворять условию

fд  2Fmax. (2.1)

Увеличение частоты дискретизации позволяет упростить входной фильтр АЦП, ограничивающий спектр первичного сигнала, и восстанавливающий ФНЧ ЦАП. Но увеличение частоты дискретизации приводит к уменьшению длительности двоичных символов на выходе АЦП, что требует нежелательного расширения полосы частот канала связи для передачи этих символов.

На рис. 1 приведены: Gд(f) – двусторонний спектр дискретного сигнала (отсчетов, представленных узкими импульсами), Gb (f ) – спектр непрерывного сигнала b(t), A(f ) – рабочее ослабление ФНЧ. Для того чтобы ФНЧ не вносили линейных искажений в непрерывный сигнал, граничная частота полосы пропускания ФНЧ должна удовлетворять условию

f1 Fmax. (2.2)

Для того, чтобы исключить наложение спектров Gb (f ) и Gb (f fд), а также обеспечить ослабление восстанавливающим ФНЧ составляющих Gb (f fд), граничная частота полосы задерживания ФНЧ должна удовлетворять условию

f2  (fд Fmax). (2.3)

Чтобы ФНЧ не был слишком сложным, отношение граничных частот выбирают из условия

f2 / f1 = 1,3...1…1,4 (2.4)

После подстановки соотношений (2.2) и (2.3) в формулу (2.4) можно выбрать частоту дискретизации, а после этого рассчитать интервал дискретизации: интервал дискретизации – величина, обратная частоте дискретизации

Тд = 1 / fд. (2.5)

Сравните значение интервала дискретизации Tд со значением интервала корреляции к, найденном в задаче 1. Должно выполняться неравенство Tд < к.

В случае аналого-цифрового преобразования определяют отношение сигнал/шум квантования

кв = Pb / , (2.6)

где – средняя мощность шума квантования.

Величина кв при равномерном квантовании определяется

кв = 3 (L – 1)2/ , (2.7)

где L – число уровней квантования,

КА – коэффициент амплитуды непрерывного сигнала.

Для определения числа уровней квантования необходимо по формуле (2.7) рассчитать допустимое число уровней квантования Lдоп из условия, что кв равняется заданному допустимому отношению сигнал/шум квантования кв доп. Поскольку задано отношения сигнал/шум квантования в децибелах, то для вычислений по формуле (2.7) необходимо рассчитать отношение сигнал/шум квантования с помощью соотношения

 = 100,1 [дБ]. (2.8)

Необходимо выбрать L Lдоп, учитывая, что число уровней квантования L – целая степень числа два. После выбора L необходимо по формуле (2.7) рассчитать значение кв при выбранном значении L, перевести рассчитанное значение в децибелы и сравнить с заданным кв доп.

Длина двоичного кода АЦП n определяется числом уровней квантования

n = log2 L. (2.9)

Длительность двоичного символа на выходе АЦП определяется

Тб = Тд / n. (2.10)

Скорость цифрового сигнала на выходе АЦП

R = 1 / Tб. (2.11)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]