ОПИСС / Контрольноя работа / КР-ЗО-ОПИКС

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Номер варианта контрольной работы определяется студентом по предпоследней и последней цифрам номера студенческого билета.

Задача №1

Определить уровень сигнала на входе схемы, изображенной на рисунке 1, а также мощность и уровень сигнала на выходе схемы, если первый двухполюсник вносит затухание a₁, а второй двухполюсник усиливает сигнал с коэффициентом усиления К₂.

Исходные данные возьмите в таблице 1.

Рисунок 1 - К расчету уровня сигнала

Таблица 1

Мощность сигнала на входе , Wвх, мВт	0,1	0,125	0,2	0,25	0,5	2	4	5	8	10
Затухание первого двухполюсника, а1, дБ	12	7	16	17	27	13	23	14	26	24
Коэффициент усиления второго двухполюсника, К2	Номера вариантов
40	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09
20	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
5	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29
4	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39
2	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49
1/2	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59
1/4	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69
1/5	70	71	72	73	74	75	76	77	78	79
1/20	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89
1/40	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99

Методические указания к выполнению первого задания.

По рекомендованной литературе изучите следующий материал: логарифмические единицы уровней передачи. Первичные сигналы и их физические характеристики.

Задача №2

Рассчитать и изобразить на оси частот спектральную диаграмму сигнала на выходе схемы, приведенной на рисунке 2, где приняты следующие обозначения: AM - амплитудные модуляторы; ПФ- полосовые фильтры, выделяющие соответствующие боковые полосы частот; F₁ в F₂ - граничные частоты первичного модулирующего сигнала.

Рисунок 2 - К построению спектральной диаграммы амплитудно-модулированного сигнала

Исходные данные для выполнения данного задания приведены в таблице 2.

Таблица 2

Несущая частота первого преобразования, f01, кГц	100	96	92	88	84	80	76	72	68	64
Несущая частота первого преобразования, f02, кГц	420	468	516	564	612	252	300	348	396	444
Боковая полоса, выделенная полосовым фильтром ПФ2: нижняя – Н, верхняя – В.	Н	В	Н	В	Н	В	Н	В	Н	В
Боковая, выделяемая фильтром ПФ1	В	Н	В	Н	В	Н	В	Н	В	Н
Номера вариантов	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09
	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29
	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39
	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49
	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59
	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69
	70	71	72	73	74	75	76	77	78	79
	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89
	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99

Методические указания к выполнению второго задания.

Чтобы выполнить двукратное преобразование частоты можно воспользоваться материалом, изложенным в Л1 стр.141…150, Л4, стр. 117..,126. Обратите внимание на рис. 17. Приведите спектральную диаграмму, аналогичную показанной на рис.20, Л1, стр.147.

3адача №3

1. Выбрать частоту дискретизации F_д первичного сигнала, спектр которого ограничен частотами F₁ и F₂. Для выбранной частоты дискретизации рассчитать и построить спектральную диаграмму амплитудно-импульсно-модулированного (АИМ) сигнала.

2. Выполнить операции равномерного квантования с шагом δ и кодирования в восьмиразрядном симметричном коде двух отсчетов аналогового сигнала с амплитудами U₁ и U₂. Определить величины ошибок (шумов) квантования.

Изобразить полученные в результате кодирования кодовые слова (кодовые комбинации) в виде последовательности токовых и бестоковых посылок, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю – бестоковая.

Необходимые для выполнения задания данные приведены в таблице 3.

Методические указания к выполнению третьего задания.

Выбор частоты дискретизации F_д осуществляется на основе теоремы Котельникова. Спектральную диаграмму АИМ сигнала строят так, как это показано в Л1, стр. 173…174, Л3, стр81...82, рис. 5.3...5.4; Л4, стр.43, рис. 3.11 или Л7, стр.137, рис.7.9. На диаграмме указать расчетные значения частот в килогерцах. Чтобы сделать обоснованное заключение о возможности демодуляции АИМ сигнала при выбранной частоте дискретизации, следует изучить материал, изложенный в Л3, стр. 81...85; Л4, стр. 40. .41; Л7, стр.128...133, 135...138 или Л6, стр.204...206.

Таблица 3

Нижняя граничная частота спектра первичного сигнала, F1, кГц		0,0	0,3	0,03	0,05	0,1	0,0	0,05	0,0	0,0	0,3
Верхняя граничная частота спектра первичного сигнала, F2, кГц		1,1	3,4	15	10	6,4	0,7	6000	1000	1,5	2,7
Амплитуда отсчета аналогового сигнала U1,B		18,3	28,3	32,2	10,1	25,1	30,8	12,9	14,6	24,9	17,7
Шаг кван­тования δ, В	Амплитуда отсчета аналого­вого сигнала U2, B	Номера вариантов
0,40	-11,3	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09
0,35	-25,4	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0,45	-13,5	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29
0,50	-18,6	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39
0,60	-22,8	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49
0,55	-31,2	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59
0,30	-29,9	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69
0,65	-12.1	70	71	72	73	74	75	76	77	78	79
0,70	-14,2	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89
0,75	-40,1	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99

Для осуществления операций равномерного квантования и кодирования заданных отсчетов следует изучить материал, изложенный в Л1, стр. 201…222, Л3, стр.85...89; Л4, стр.44...50 или Л6, стр. 152... 160. Квантованные отсчеты и соответствующие им кодовые слова изображают, так как это сделано в Л3, стр.86, рис.5.10, стр.91, рис.5.16; Л7, стр.155, рис. 8,3в,г; Л4, стр.47, рис. 3.14е. В соответствии с заданием кодирование квантованных отсчетов осуществляется в симметричном двоичном коде. Для этого типа кода единица в крайнем левом (старшем) разряде кодового слова несет информацию о полярности кодируемого отсчета. Пример образования симметричного пятиразрядного кода ясен из рассмотрения материала, изложенного в Л3, стр.91. ..92, рис.5.17.

Пример решения контрольной работы

Задача №1

Определить уровень сигнала на входе схемы, изображенной на рисунок 3, а также мощность и уровень сигнала на выходе схемы, если первый двухполюсник вносит затухание a₁, а второй двухполюсник усиливает сигнал с коэффициентом усиления К₂.

Рисунок 3

Исходные данные:

W_вх = 100 мВт;

а₁ =10 дБ;

К₂ = 10.

Решение.

1. Уровень сигнала на входе схемы:

, где = 1 мВт.

= 20 дБ.

2. Уровень сигнала на выходе схемы:

.

Определим затухание второго четырехполюсника:

Тогда уровень сигнала на выходе схемы:

Задача №2

Рассчитать и изобразить на оси частот спектральную диаграмму сигнала на выходе схемы, приведенной на рисунке 4, где приняты следующие обозначения:

Рисунок 4

Исходные данные:

f₀₁= 108 кГц;

f₀₂= 240 кГц;

Боковая, выделяемая фильтром ПФ1 - верхняя;

Боковая полоса, выделенная полосовым фильтром ПФ2 – нижняя.

Решение.

Рассчитаем боковые полосы частот на выходе первой ступени преобразования АМ1:

ВБП – f_в1= (f₀₁+ F1) = 108 + 0,3 = 108,3 кГц,

f_в2= (f₀₁+ F2) = 108 + 3,4 = 111,4 кГц.

Т.е. спектр частот, занимаемый ВБП – 108,3...111.4 кГц.

НБП – f_н1= (f₀₁ - F2) = 108 - 3,4 = 104,6 кГц,

f_н2= (f₀₁ - F1) = 108 - 0,3 = 107,7 кГц.

Т.е. на выходе ПФ1 будет образован спектр частот, занимаемый ВБП от f_в1 до f_в2 - (108,3...111,4) кГц.

Изобразим преобразование на рисунке 5.

f₀₁= 108 кГц

f_н1=104,6 кГц f_н2=107,7 кГц f_в1=108,3 кГц f_в2=111.4 кГц

Рисунок 5

На вход второй ступени преобразования АМ2 поступает спектр с выхода ПФ1 - 108,3...111,4 кГц. Рассчитаем спектры боковых полос частот на выходе АМ2:

ВБП – f_в3= (f₀₂+ f_в1) = 240 + 108,3 = 348,3 кГц,

f_в4= (f₀₂+ f_в2) = 240 + 111,4 = 351,4 кГц.

Спектр частот, занимаемый ВБП – 108,3...111,4 кГц.

НБП – f_н3= (f₀₂ - f_в2) = 240 - 111,4 = 128,6 кГц,

f_н4= (f₀₂ - f_в1) = 240 - 108,3 = 131,7 кГц.

Спектр частот, занимаемый НБП от f_н3 до f_н4 - (128,6...131,7) кГц.

Изобразим преобразование на рисунке 6.

f₀₂= 240 кГц

f_н3=128,6 кГц f_н4=131,7 кГц f_в3=348,3 кГц f_в4=351,4 кГц

Рисунок 6

Т.е. на выходе ПФ2 будет образован спектр частот, занимаемый НБП – (128,6...131,7) кГц. Этот спектр частот будет получен на выходе схемы, изображенной на рисунке 4.

3адача №3

1. Выбрать частоту дискретизации F_д первичного сигнала, спектр которого ограничен частотами f_н и f_н. Для выбранной частоты дискретизации рассчитать и построить спектральную диаграмму амплитудно-импульсно-модулированного (АИМ) сигнала.

2. Выполнить операции равномерного квантования с шагом δ и кодирования в восьмиразрядном симметричном коде двух отсчетов аналогового сигнала с амплитудами U₁ и U₂. Определить величины ошибок (шумов) квантования.

Изобразить полученные в результате кодирования кодовые слова (кодовые комбинации) в виде последовательности токовых и бестоковых посылок, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю – бестоковая.

Исходные данные:

f_н= 0,3 кГц;

f_в = 3,4 кГц;

δ = 1В;

U₁ = 15В;

U₂ = -7В.

Решение.

1. Выбор частоты дискретизации F_д осуществляется на основе теоремы Котельникова:

F_д 2_в.

Для практических расчетов используется формула:

F_д = (2,3 … 2,4) ·_в, кГц.

Для рассматриваемого варианта:

F_д = (2,3 … 2,4) ·3,4

F_д = (7,82 … 8,16), кГц.

Частота дискретизации F_д выбирается в пределах рассчитанного диапазона, ее значение должно быть целым числом и кратным четырем. В данном случае целесообразно выбрать F_д равной:

F_д = 8 кГц.

2.Операция равномерного квантования определяет номер уровня, которого достиг АИМ-отсчет. При этом заданный отсчет округляется до ближайшего разрешенного к передаче уровня и ему присваивается его номер.

Для рассматриваемого варианта в результате равномерного квантования (рисунок 7) отсчету U₁ = 15В присвоен номер уровня:

Отсчету U₂ = -7В присвоен номер уровня:

UАИМ,В
16
15		N1=15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1 0							t
-1
-2
-3
-4
-5
-6				N2=-7
-7
-8
-9