2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет)”

Подлежит возврату №

Теория передачи информации

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Для студентов специальности 220201

МОСКВА 2008

Составители: А.В. Алешин Я.М.Ковальчук

Редактор А.В. Кочемасов

Методические указания содержат руководство для выполнения курсовой работы по курсу "Теория передачи информации".

Материал предназначен для студентов 3 курса дневного отделения факультета "Кибернетика" специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах». Методические указания содержат порядок выполнения курсовой работы по спектральному анализу сигналов, используемых в системах передачи информации.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Рецензенты: профессор а.В. Рощин

профессор В.Л. Лотоцкий

© МИРЭА, 2008

Подписано в печать 00.00.2000. Формат 00x00 1/00.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л.3,5. Усл. кр.-отт. 14,0. Уч.-изд. л. 3,75.

Тираж 000 экз. Заказ 000

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Московский Государственный институт радиотехники,

электроники и автоматики (технический университет)"

119454, Москва, пр. Вернадского, 78 Введение

Сообщение, имеющее форму, удобную для его передачи и обработки, называют сигналом. Сигналы могут иметь разную физическую природу и форму, следовательно, обладать некоторыми свойствами, обеспечивающими перенесение информации в пространстве и во времени.

Знание свойств сигналов позволяет выбрать физическую среду, обеспечивающую их передачу с наименьшими потерями, а также допустимые скорости передачи информации в выбранной среде и сформулировать требования к аппаратным средствам, через которые будут проходить сигналы при реализации информационных технологий.

Изучать свойства сигналов можно с помощью математических моделей, отображающих соотношения между параметрами сигналов. Наиболее удобно выполнять исследование сигнала, представив его модель ортогональными функциями времени вида f₁=U cos(nω₀t) и f₂=U sin(nω₀t) n=1.2..... поскольку каждая составляющая не будет содержать в себе составляющих других функций.

Множеством ортогональных функций cos(nω₀t) и sin(nω₀t) можно представить модель любого периодического сигнала. Модель сигнала с аргументом t во временной области позволяет перейти к модели сигнала в частотной области и оценить связь между комплексными временными и частотными характеристиками. А это позволит оценить полосу частот, занимаемую сигналом в канале связи, возможности его передачи и соотношения между параметрами, при которых сигнал будет занимать наиболее узкую полосу частот.

Целями данной работы являются: изучение свойств сигналов на основе математических моделей, создание программ для расчета частотных спектров на основе используемых моделей, проведение вычислений при различных соотношениях между параметрами сигналов, представление результатов вычислений в табличной и графической формах, анализ полученных результатов, подготовка и представление отчета о выполненных исследованиях.

Методические указания по расчету и исследованию

частотных спектров сигналов в СПИ

Задания на выполнение самостоятельной работы

I. Периодическая последовательность импульсов

Периодический сигнал задан последовательностью импульсов прямоугольной формы с амплитудой U=1В. периодом Т и длительностью импульсов τ указанными в таблице 1 (графы 2,3).

1. Определить спектр амплитуд и фаз для варианта последовательности прямоугольных импульсов, указанного в таблице 1. Построить таблицы и графики зависимости модуля амплитуд и фаз от номера гармоники и частоты.

2. Изучить изменения спектра амплитуд и фаз при постоянном периоде и изменения τ_им - 0,2Т и 0,7Т. Привести таблицы и графики, дать анализ полученных результатов. Графики для сравнения результатов построить в одинаковом масштабе по оси частот.

3. Изучить изменения спектра амплитуд и фаз при постоянной длительности τ_им и изменения периода Т для значений

Т=1,2τ_им Т=2τ_им Т=4τ_им Привести таблицы и графики, дать анализ полученных результатов. Графики для сравнения результатов построить в одинаковом масштабе по оси частот.

4. Изучить изменения спектра амплитуд и фаз при сдвиге импульса Δt относительно начала координат (t=0): Δt=–τ_им/4, Δt=τ_им/4. Привести таблицы и графики дать анализ полученных результатов. Графики для сравнения результатов построить в одинаковом масштабе по оси частот.

5. Определить ширину спектра сигнала в соответствии с используемыми критериями при выполнении следующих условий:

5.1 Ширина спектра сигнала определяется последней гармоникой, амплитуда которой равна или превышает 0.02u , 0.01u

5.2. Ширина спектра сигнала определяется из условий: спектр обеспечивает суммарную мощность сигнала P_Σ > 0,9 P_ср,

P_Σ > 0,99 P_ср , где P_ср средняя мощность сигнала. Дать анализ.

Таблица 1

Варианты заданий

Вариант	Период следования импульсов Т,	Длительность импульсов,	Частота колебаний в импульсе,	Вариант	Период следования импульсов Т,	Длительность импульсов,	Частота колебаний в импульсе,
N	мкс	мкс	мГц	N	мкс	мкс	мГц
1	2	3	4	1	2	3	4
0	630	315	4	33	170	85	1,47
1	520	260	0,91	34	70	35	0,7
2	270	135	0,21	35	820	410	1,33
3	10	5	1,11	36	710	355	1,17
4	730	365	0,63	37	260	130	0,6
5	40	20	1,15	38	570	285	0,71
6	780	390	0,89	39	390	195	0,36
7	340	170	1,23	40	500	250	0,9
8	170	85	1,47	41	820	410	0,9
9	70	35	0,7	42	20	10	0,85
10	470	235	0,23	43	820	410	1,02
11	50	25	0,34	44	610	305	1,11
12	420	210	0,24	45	460	230	0,65
13	560	280	0,5	46	320	160	0,53
14	240	120	1,22	47	240	120	0,88
15	750	375	1,1	48	220	110	0,97
16	530	265	0,22	49	50	25	1,4
17	820	410	0,57	50	330	165	0,38
18	630	315	0,54	51	140	70	1,21
19	220	110	0,81	52	230	115	1,26
20	100	50	0,6	53	490	245	1,3
21	610	305	0,81	54	840	420	1,53
22	520	260	1,39	55	460	230	0,18
23	90	45	1,22	56	100	50	0,66
24	260	130	0,59	57	410	205	0,27
25	270	135	0,21	58	540	270	0,35
26	270	135	0,71	59	20	10	1,16
27	880	440	0,26	60	70	35	0,93
28	250	125	1,02	61	300	150	0,79
29	150	75	0,31	62	560	280	1,22
30	370	185	0,42	63	590	295	1,44
31	640	320	0,29	64	740	370	0,11
32	570	285	0,61	65	1000	500	0,2

6. Определить зависимость мощности P_Σ от числа используемых гармоник при различных длительностях импульса и постоянном периоде повторения.

7. Определить зависимость длительности переднего фронта от числа гармоник n. Построить график τ_пф= f(n)

9. Привести графики сигналов учитывающих n гармоник. n=110. Дать анализ формы сигнала по сравнению с исходным сигналом.