7 Содержание отчета

7.1 Наименование и цель работы.

7.2 Результаты выполнения п. 3.2.

7.3 Исходные данные для расчетов.

7.4 Результаты расчетов по п. 6.3.

7.5 Графики по п. 6.4.

7.6 Выводы по работе.

7.7 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

8 Контрольные вопросы

8.1 Как изменится пропускная способность канала связи, если Δf_к увеличится в два раза?

8.2 Почему пропускная способность канала связи при увеличении Р_с/Р_п увеличивается непропорционально изменению Р_с/Р_п?

8.3 Можно ли подключать к каналу источник, производительность которого больше пропускной способности канала связи? Почему?

8.4 Почему эффективнее повышать пропускную способность канала связи за счет увеличения ширины полосы пропускания канала?

8.5 Как изменится качество принимаемого сообщения, если количество m увеличится (уменьшится) при неизменных Δf_к, Р_с и Р_п?

9 Методические указания

9.1 Общие сведения

Пропускная способность канала связи- это максимально возможная скорость безошибочной передачи сообщений по каналу с шумами.

Пропускную способность канала связи можно определить по формуле

С= Δf_к ^.log₂ (1+ Р_с/Р_п), бит/с, (9.1)

где Δf_к- ширина полосы частот, занимаемой каналом, Гц;

Р_с- мощность сигнала, Вт;

Р_п- мощность помех, Вт.

Пропускная способность канала зависит от параметров канала и не зависит от особенностей источника сообщений. Наибольшая вероятность безошибочного приема будет обеспечена, если производительность источника сообщений R_и будет меньше пропускной способности канала, допускается R_и≤ C. В свою очередь, производительность источника- скорость создания информации источником.

R_и=Н/Т, бит/с, (9.2)

где Н- энтропия, среднее количество информации, приходящееся на одно сообщение, бит/сообщение;

Т- время, используемое на формирование одного сообщения, с.

ПРИМЕЧАНИЕ- Используемое в методических указаниях обозначение производительности источника сообщений R_и соответствует принятому в [2.1].

Энтропия

_,бит/сообщение, (9.3)

где Р(a_i)- вероятность появления сообщения;

m- количество сообщений.

При равновероятных событиях , тогда

,бит/сообщение (9.4)

9.2 Определение пропускной способности канала связи при передаче телевизионного изображения.

Передача изображений в системах вещательного телевидения осуществляется

электрическим способом, т.е. оптическое изображение преобразуется в электриче-

ский сигнал, передаваемый по каналу связи, который затем в месте приема вновь

преобразуется в оптическое изображение. Передаваемое телевизионное изображение воспринимается наблюдателем. Степень точности воспроизведения телевизионного изображения зависит от особенностей зрительной системы человека: разрешающей способности, контрастной чувствительности и инерционности.

Разрешающая способность – способность глаза различать мелкие детали. Контрастная чувствительность - минимальное значение относительного приращения яркости, различимое глазом

, (9.5)

где В1 и В2- яркости двух полей, едва различимых по яркости.

Инерционность – способность глаза сохранять зрительные ощущения в течение некоторого времени после прекращения его воздействия.

Разрешающая способность определяет минимальную величину передаваемой детали изображения – элемента изображения.

Совокупность элементов изображения – телевизионное изображение. Инерционность глаза позволяет получить ощущение целостного изображения объекта при последовательной передаче отдельных элементов изображения. В современных системах вещательного телевидения в канал связи поочередно передают информацию о яркости каждого элемента изображения с использованием развертывающих устройств. Метод последовательной передачи элементов изображения позволяет сократить ширину полосы частот канала связи.

Пропускную способность канала связи, предназначенного для передачи телевизионного изображения, определим с учетом сведений о производительности источника сообщений R_и– передающей телевизионной трубки, и исходя из условия R_и=C. Для расчета R_и определим энтропию Н источника сообщений.

Согласно условию задачи 6.1 яркость каждого элемента изображения может принимать m равновероятных значений. Из этого следует, что передача яркости одного элемента изображения согласно (9.4) обеспечит количество информации

. (9.6)

Один кадр телевизионного изображения содержит А элементов изображения, за 1 с (Т) передается 25 кадров (n), поэтому количество бит информации, содержащееся в одном кадре телевизионного изображения (энтропия для данного примера)

. (9.7)

С учетом (9.2) и (9.7) производительность передающей телевизионной трубки составит

,

а пропускная способность канала связи

. (9.8)

Используя выражения (9.1) и (9.8), можно получить формулу для расчета ширины полосы частот канала связи, предназначенного для передачи телевизионного изображения

. (9.9)

Условием задачи 6.1 предусмотрено определение влияния на пропускную способность канала связи изменений Δf_к и отношения Р_с/Р_п. Влияние на пропускную способность ширины полосы пропускания канала связи можно определить, используя выражение (9.1) и принимая в нем различные значения ширины полосы пропускания относительно условия, рассчитанного по выражению (9.9).

Влияние на пропускную способность изменений отношения мощности сигнала к мощности шумов можно определить из выражения (9.1), приняв значение Δf_к по результатам расчета выражения (9.9) и изменяя относительно значения, приведенного в условии задачи.

9.3 Определение пропускной способности канала связи, предназначенного для передачи телефонного и речевого сообщения.

Пропускную способность канала связи, предназначенного для передачи аналоговых сигналов, можно рассчитать, определив производительность источника, используя (9.4) и (9.2). Для многоканальных систем передачи

, бит/сообщение,

где m- количество сообщений.

Количество сообщений m, передаваемых n- разрядным двоичным кодом, определяют из выражения m=2ⁿ.

Производительность источника R_u согласно (9.2) для систем передачи с временным разделением каналов при периоде дискретизации

составит

,бит/с. (9.10)

Для определения пропускной способности воспользуемся равенством R_и=C. Ширину полосы частот Δf_к определим из выражения

(9.11)

Условием задачи 6.2 предусмотрено определение влияния на пропускную способность канала связи изменений Δf_к и Р_с/Р_п . Влияние на пропускную способность ширины полосы пропускания канала связи можно определить, используя (9.1) и принимая в нем различные значения ширины полосы пропускания относительно условия, рассчитанного по выражению (9.11).

Влияние на пропускную способность изменений отношения мощности сигнала к мощности шумов можно определить из выражения (9. 1), приняв значение Δf_к по результатам расчета из выражения (9.11) и изменяя отношение Р_с/Р_п относительно значения Д1, рассчитанного по исходным данным таблицы 1.2.

Практическая работа № 2

РАСЧЕТ СПЕКТРА ОТКЛИКА НЕЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ НА

БИГАРМАНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ