Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Теория электрических и радиотехнических цепей. Практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1610 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Рис. 5.8. Результаты исследования изменения потенциальной

помехоустойчивости приема сигнала AT

7. Используя рис. 5.8, определим, при каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость приема сигнала AT

ош_АТ

= 10

–10

. Для этого используем окно трассировки графиков

«X-Y Trace» (рис. 5.9). Как следует из рисунка 5.9, искомое энерге-

тическое отношение сигнал/шум на входе приемника приблизительно составляет h

= 80,2.

Уточним полученный результат, используя определение

функции P ным является ответ h

(h2) (рис. 5.10). Из рис. 5.10 следует, что более точ-

ош_АТ

= 80,9.

Рис. 5.9. Определяем, при каком энергетическом отношении сигнал/шум

на входе приемника P

ош_АТ

= 10

–10

Рис. 5.10. Уточняем энергетическое отношение сигнал/шум на входе

приемника, при котором P

ош_АТ

= 10

–10

Порядок выполнения работы

1. Исследование потенциальной помехоустойчивости при- ема сигналов AT. Для заданной спектральной плотности мощно-

сти помехи типа «белый шум» и сигнала АТ в соответствии с вариантом индивидуального задания (таблицы 5.1 и 5.2) необходимо:

− запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ, например PR_5_VAR_V_АТ.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;

− задать исходные данные для исследования помехоустойчи- вости сигналов AT;

− по формуле (5.6) определить сигналы S

− по формуле (5.7) определить среднюю энергию E

(t) и S2(t) АТ;

сигналов

АТ;

− по формуле (5.9) рассчитать потенциальную помехоустой-

( )

tT∈

( )

tT∈

чивость заданного сигнала AT;

− исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо- устойчивость приема сигнала AT, если энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника h

= ES / N0 будет изменяться в со-

ответствии с вариантом индивидуального задания (таблица 5.5). Построить график зависимости P

(h2), используя логариф-

ош_АТ

мический масштаб осей;

− используя график зависимости P

(h2), определить, при

ош_АТ

каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость приема сигнала в соответствии с вариантом индивидуального задания (таблица 5.5);

− сохранить полученные результаты исследования помехо- устойчивости сигналов AT. Закрыть Mathcad-документ.

2. Исследование потенциальной помехоустойчивости при- ема сигналов ЧT. Для заданной спектральной плотности мощно-

сти помехи типа «белый шум» и сигнала ЧТ в соответствии с вариантом индивидуального задания (таблицы 5.1 и 5.3) необходимо:

− запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ, например PR_5_VAR_V_ЧТ.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;

− задать исходные данные для исследования помехоустойчи- вости сигналов ЧT;

− по формулам (5.10) и (5.11) определить сигналы S

(t) и S2(t)

ЧТ;

− убедиться в том, что на интервале времени энергии сигналов S

(t) и S2(t) совпадают, т. е. ES = ES1 = ES2;

− по формуле (5.12) вычислить значение коэффициента ρ взаимной корреляции сигналов S что на интервале времени

(t) и S2(t) ЧТ и убедиться в том,

этот коэффициент близок к

нулю. Если значение коэффициента ρ взаимной корреляции сигна-

(t) и S2(t) ЧТ отличается от нуля, то изменяя частот «посыл-

лов S

ки» и «паузы» добиться, чтобы этот коэффициент стал близким к нулю. О возникшей необходимости корректировки частот «посылки» и «паузы» проинформировать преподавателя и отразить в выводах по результатам исследования;

− по формуле (5.13) рассчитать потенциальную помехо-

( )

tT∈

( )

tT∈

устойчивость заданного сигнала ЧT;

− исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо- устойчивость приема сигнала ЧT, если энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника h

= ES / N0 будет изменяться в со-

ответствии с вариантом индивидуального задания (таблица 5.5). Построить график зависимости P

(h2), используя

ош_ЧТ

логарифмический масштаб осей;

− используя график зависимости P

(h2), определить при

ош_ЧТ

− сохранить полученные результаты исследования помехо- устойчивости сигналов ЧT. Закрыть Mathcad-документ.

3. Исследование потенциальной помехоустойчивости приема сигналов ФT и ОФТ. Для заданной спектральной плотности

мощности помехи типа «белый шум» и сигнала ФТ, в соответствии с вариантом индивидуального задания (таблицы 5.1 и 5.4), необходимо:

− запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ, например PR_5_VAR_V_ФТ_ОФТ.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;

− задать исходные данные для исследования помехоустойчи- вости сигналов ФT и ОФТ;

− по формулам (5.14) и (5.15) определить сигналы S

(t) и S2(t)

ФТ;

− убедиться в том, что на интервале времени

энер-

гии сигналов S

(t) и S2(t) совпадают, т. е. ES = ES1 = ES2;

− по формуле (5.16) вычислить значение коэффициента ρ взаимной корреляции сигналов S что на интервале времени

(t) и S2(t) ФТ и убедиться в том,

этот коэффициент равен минус

единице;

− по формулам (5.17) и (5.18) рассчитать потенциальную по- мехоустойчивость приема заданного сигнала ФT и ОФТ;

− исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо- устойчивость приема сигнала ФT и ОФТ, если энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника h

= ES / N0 будет

изменяться в соответствии с вариантом индивидуального задания

Вариант

Спектральная плот-

N0, В2/Гц

Вариант

Спектральная плот-

N0, В2/Гц

4 · 10-3

3 · 10-3

5 · 10-3

8 · 10-3

2 · 10-3

6 · 10-3

Вариант

Несу-

f0, кГц

Ампли-

Пара-

Вари-

Несу-

f0, кГц

Ампли-

Пара-

0,4

0,1 4 27

0,6

0,25 2 35

0,7

0,2 5 24

0,8

0,3 3 32

0,8

0,1 6 36

0,9

0,2

(таблица 5.5). Построить графики зависимости P P

(h2), используя логарифмический масштаб осей;

ош_ОФТ

− используя графики зависимости P

ош_ФТ

(h2) и P

ош_ФТ

ош_ОФТ

(h2) и

(h2),

определить при каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость приема сигнала в соответствии с вариантом индивидуального задания (таблица 5.5);

− сохранить полученные результаты исследования помехо- устойчивости сигналов ФT и ОФТ. Закрыть Mathcad-документ.

4. После окончания исследования потенциальной помехо- устойчивости приема сигналов АТ, ЧТ, ФT и ОФТ проанализировать результаты исследований и сформулировать выводы. Оформить отчет по практической работе.

5. Защитить работу.

Варианты заданий

Номер варианта (таблицы 5.1–5.5) соответствует номеру фа-

милии студента в списке учебной группы (подгруппы).

Таблица 5.1

Варианты спектральной плотности мощности

помехи типа «белый шум»

щая

часто-

та

ность мощности

помехи

Варианты параметров сигнала АТ

туда

Sн0, В

метр

TS, с

ант

щая

часто-

та

ность мощности

помехи

Таблица 5.2

туда

Sн0, В

метр

TS, с

Варианты параметров сигнала ЧТ

Вариант

Частота

узы»,

кГц

ки»

0,5

0,1

0,6

0,25

0,7

0,2

0,8

0,3

0,8

0,1

0,9

0,2

Вариант

Несу-

f0, кГц

Несу-

f0, кГц

0,4

0,1 4 27

0,6

0,25 2 35

0,7

0,2 5 24

0,8

0,3 3 32

0,8

0,1 6 36

0,9

0,2

от 1 до 1000 с

шагом 1

10–5

от 1 до 1000 с

шагом 1

10–8

от 1 до 1000 с

шагом 1

10–6

от 1 до 1000 с

шагом 1

10–9

от 1 до 1000 с

шагом 1

10–7

от 1 до 1000 с

шагом 1

–12

Таблица 5.3

«посыл-

ки» и

«па

Ампли-

туда

, В

Sн

Пара-

метр

, с

Частота

«посыл

и «паузы»,

кГц

Вариант

Ампли-

туда

, В

Sн

fB fБ fB fБ

Таблица 5.4

Варианты параметров несущего сигнала ФТ и ОФТ

щая

часто-

та

Ампли-

туда

, В

Sн

Пара-

метр

, с

Вари-

ант

щая

часто-

та

Ампли-

туда

, В

Sн

Примечание – при исследовании сигналов ФТ принимать фа-

зовый сдвиг радиоимпульсов «посылки» и «паузы» θ = π(180

Таблица 5.5

Варианты диапазона изменения энергетического отношения

сигнал/шум на входе приемника и требуемой Рош

Энергетическое

отношение

сигнал/шум

Вариант

h2 = ES / N

Требуемая

ош

Энергетическое

отношение

сигнал/шум

Вариант

h2 = ES / N

Требуемая

Пара-

метр

, с

Пара-

метр

, с

ош

Содержание отчета

Отчет по практической работе оформляется в виде документа

Word и должен включать:

1. Название практической работы.

2. Цель практической работы.

3. Формулировку индивидуального задания и результат его выполнения.

4. Краткие выводы по результатам выполнения практической работы.

Контрольные вопросы

1. Какова цель практической работы?

2. Каково содержание программы практической работы?

3. Как записывается формула, позволяющая рассчитать мини-

мально возможную вероятность ошибки оптимального приемника в условиях воздействия помехи типа «белый» шум?

4. Что такое функция вероятности (функция Лапласа) или так называемый интеграл вероятности?

5. Какие допущения были сделаны при выводе формулы, поз- воляющей проанализировать потенциальную помехоустойчивость оптимального бинарного когерентного приемника?

6. Как записывается формула, позволяющая рассчитать по- тенциальную помехоустойчивость приема сигналов AT?

7. Как записывается формула, позволяющая рассчитать по- тенциальную помехоустойчивость приема сигналов ЧT?

8. Как записывается формула, позволяющая рассчитать по- тенциальную помехоустойчивость приема сигналов ФT?

9. Как записывается формула, позволяющая рассчитать по- тенциальную помехоустойчивость приема сигналов ОФT?

10. Какие функции Mathcad используются в практической работе?

11. Какие выводы можно сделать по результатам выполнения индивидуального задания?

Рекомендуемая литература: 1–3.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ

ош_АТ_НК

0,5exp



= −

 

ош_ЧТ_НК

0,5exp



= −

 

( )

Рh

hN=

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПРИ НЕКОГЕРЕНТНОМ

ПРИЕМЕ

Цель работы – приобретение навыков исследования потенци-

альной помехоустойчивости при некогерентном приеме сигналов с различными видами манипуляции.

Формируемые компетенции или их части:

– Способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);

– Способность применять современные методы исследования с использованием компьютерных технологий (ПК-10).

Теоретическая часть

На лекции «Потенциальная помехоустойчивость» рассматривались вопросы оценки потенциальной помехоустойчивости при некогерентном приеме сигналов. Было доказано, что минимально возможная вероятность ошибки оптимального некогерентного приема сигналов АТ, ЧТ, ФТ и ОФТ в условиях воздействия помехи типа «белый шум» определяются следующими выражениями:

− для сигналов АТ:

− для сигналов ЧТ:

− для сигналов ОФТ:

0,5exp

ош_ОФТ_НК

где

приемника;

– энергетическое отношение сигнал/шум на входе

– спектральная плотность помехи типа «белый шум», В2/Гц.

= −

;

(6.1)

(6.2)

(6.3)

В практической работе отдельно исследуется потенциальная помехоустойчивость оптимального приемника при некогерентном приеме сигналов АТ, ЧТ и ОФТ.

Оборудование и материалы

Аппаратура. Для выполнения практической работы необхо-

дим персональный компьютер со следующими характеристиками: процессор Pentium/Celeron с тактовой частотой 300 МГц и выше, оперативная память − не менее 128 Мбайт и более, свободное дисковое пространство − не менее 100 Мбайт, устройство для чтения компакт-дисков, монитор типа Super VGA (число цветов − 256).

Программное обеспечение. Для выполнения практической работы необходима операционная система WINDOWS 2000/ XP Professional, библиотека Microsoft .NET Framework версии 1.1 или выше, программа MathCAD 13 и выше.

Указания по технике безопасности

При выполнении практической работы запрещается:

− самостоятельно производить ремонт персонального ком-

пьютера, а также установку и удаление имеющегося программного обеспечения;

− нарушать общепринятые правила техники безопасности

при работе с электрооборудованием, в частности, касаться электрических розеток металлическими предметами и т. д.;

− принимать пищу, напитки и сорить на рабочем месте поль-

зователя персонального компьютера.

В случае неисправности персонального компьютера необходимо немедленно сообщить об этом обслуживающему персоналу лаборатории (системному администратору, оператору).

Указания по порядку выполнения работы

Методику выполнения работы рассмотрим на примере экспе-

риментального исследования потенциальной помехоустойчивости

при некогерентном приеме сигналов АТ.

Будем считать, что заданы параметры сигнала амплитудной телеграфии: несущая частота f длительность элементарной посылки T

= 30 кГц, амплитуда SH = 0,5 В,

= 0,1 с. В канале связи на

сигнал АТ воздействует аддитивная помеха ζ(t) типа «белый шум» со спектральной плотностью мощностью N

= 2 · 10–3 В2/Гц.

Требуется в математическом пакете Mathcad:

− задать исходные данные для решения задачи;

− по формуле (5.6) определить сигналы S

− по формуле (5.7) определить среднюю энергию E

(t) и S2(t) АТ;

сигналов

АТ;

− определить энергетическое отношение сигнал/шум на вхо-

де приемника и по формуле (6.1) рассчитать потенциальную помехоустойчивость некогерентного приема заданного сигнала AT;

− исследовать, как будет изменяться потенциальная помехо-

устойчивость некогерентного приема сигнала AT, если энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника h

= ES / N0 будет

изменяться от 0,01 до 1000 с шагом 1 (построить график, используя логарифмический масштаб осей);

− используя результаты выполнения предыдущего пункта,

определить при каком энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника будет обеспечена требуемая потенциальная помехоустойчивость некогерентного приема сигнала AT P

–10

. Сравнить полученный результат с аналогичным результатом

ош_АТ_НК

для случая когерентного приема сигнала AT, полученным в практической работе 5.

Рассмотрим решение поставленной задачи в математическом пакете Mathcad:

1. Запускаем Mathcad и создаем новый Mathcad-документ. Со-

храняем его под именем Pr_6.xmcd.

2. Задаем исходные данные для решения задачи (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Задаем исходные данные

3. Согласно исходным данным, по формуле (5.6) определяем

сигналы S

(t) и S2(t) АТ (рис. 6.2).

100

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1610 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]