Моделирование телекоммуникационных процессов в среде MathCAD. Практикум

3.4 Моделирование модуляторов в среде MathCAD

Цель: составление программ для работы модуляторов, поддерживающих разные модуляционные техники, и анализ работы этих модуляторов.

Теоретические сведения

Достаточно часто спектр передаваемого сигнала не совпадает с полосой пропускания канала, используемого для его передачи. В этом случае необходимо перенести спектр сигнала в полосу частот канала. Другими словами – согласовать параметры сигнала источника с характеристиками канала связи. Для этого в телекоммуникациях одним из способов является использование модуляционных техник [4].

Модуляция переносит спектр исходного сигнала в любую точку частотного диапазона. В качестве устройства, осуществляющего преобразование спектра, применяется модулятор. Для этого можно использовать любой вид модуляции: АМ (ASK), ЧМ (FSK), ФМ (PSK). На любой модулятор подается два сигнала: исходный сигнал (двоичный сигнал постоянного тока), спектр которого необходимо преобразовать и несущее колебание. В качестве несущего колебания чаще всего используется синусоидальный сигнал. Частоту несущего колебания необходимо выбирать таким образом, чтобы на длительности единичного элемента приходилось целое число периодов несущего колебания.

Для формирования исходного сигнала (D) можно использовать функцию rbinom, при этом задать длительность единичного элемента =1.

Для несущего колебания необходимо задать период (T= 0.5) и количество точек на периоде колебания (возьмем сто точек на периоде – T/100). Аргумент изменения синусоидального сигнала задать выражением: t:=0,T/100..длина (D) .

Задание по теме:

1.Сгенерировать случайный двоичный массив из 10 элементов с вероятностью появления единицы равной 0,4, используя функцию rbinom (10, 1, 0.4).

2.Составить блок-схемы и написать программы АМ, ЧМ и ФМ модуляторов для заданных периодов несущих частот, длительности единичного элемента и точек на единичном интервале.

3.На одном графике времени вывести двоичный массив (с помощью функции визуализации V(t,D)) и модулированный сигнал для каждого вида модуляции (три самостоятельных графика).

4.Сделать основные выводы по проделанной работе.

Примеры программ для АМ и ЧМ модуляторов приведены в приложении Б.

Контрольные вопросы

1.Назначение модулятора.

2.Какие сигналы необходимо подать на модулятор для его работы?

21

3.Какие требования предъявляются для выбора несущего колебания?

4.Что означает запись rbinom(10,1,0.4)?

5.Каким образом может быть задан исходный сигнал, подаваемый на модулятор?

22

Библиография

1.Ищук А.А., Оболонин И.А. Проектирование радиотехнических устройств в среде MathCAD : учебное пособие / СибГУТИ — Новосибирск, 2008. — 214 с.

2.Фомин, В. Г. Математическое моделирование в системе MathCAD : учебное пособие / В. Г. Фомин. — Саратов: Саратовский государственный тех-

нический университет имени Ю.А. Гагарина, ЭБС АСВ, 2020. — 80 c. — ISBN 978-5-7433-3387-5. — Текст: электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/108693.html (дата обращения: 22.03.2023). —

Режим доступа: для авторизир. пользователей. — DOI: https://doi.org/10.23682/108693.

3.Суворов, С. В. Математический редактор MathCAD. Основы работы : учебно-методическое пособие / С. В. Суворов. — Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, 2019. — 40 c. — ISBN 978-5-7038-5239-2. — Текст: электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/110654.html (дата обращения: 22.03.2023). —

Режим доступа: для авторизир. пользователей.

4.Телекоммуникационные сети и системы: учебное пособие / О. Ю. Назарова, И. Я. Бурнашев, А. Г. Прыгунов, О. В. Балдин. — Ростов-на-Дону : Донской государственный технический университет, 2020. — 115 c. — ISBN 978-5-7890-1806-4. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/118102.html (дата обращения: 22.03.2023). —

Режим доступа: для авторизир. пользователей. – DOI: https://doi.org/10.23682/118102.

23

Приложение А

Пример программы устройства по вычислению синдрома в декодере с обнаружением ошибок:

24

Учебное издание

Папэ Валентина Борисовна Тимченко Светлана Владимировна

Моделирование телекоммуникационных процессов в среде MathCAD

Корректор А.Р. Шерстнёва

Электронное издание. Рекомендовано к публикации Редакционно-издательским советом СибГУТИ, протокол № 2 от 28 мая 2024 г.

26