Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора 2012.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.09.2019
Размер:
4.18 Mб
Скачать

7. Сигналы управления и связи. Исследование сигналов во временной и частотной области. База сигнала. Простые и сложные сигналы.

Амплитуда канала: Множественное значение сигнала описывающее ту или иную физическую величину. Множественное значение амплитуды может быть при приеме сигнала в действующий момент времени t. Действующее значение амплитуды – некая усредненная амплитуда за период времени. Максимальная амплитуда – максимальное значение сигнала рассматриваемое за данный промежуток времени. X(t)=A*sin(ωt+φ), где А – максимальное значение амплитуды;X(t) – мгновенное значение.

Измеряя сигнал во временной области мы измеряем сигнал. Математическая модель сигнала как правило отражает максимальное значение сигнала, а действующее значение сигнала может быть получено путем наблюдения сигнала.

Изучение сигнала во временной области не всегда дает полное представление о сигнале и возможных его управлениях в процессе управления.

Исследуют так же спектр сигнала:

Аналитически спектр сигнала может быть получен с помощью преобразований Фурье: вводят спектральную функцию.

В общем случае спектральная функция является комплексной. Поэтому рассматривают модель от этой функции которая называется амплитудным спектром |S(ω)|. Сущность амплитудного спектра заключается в том, что для выбранной частоты он показывает определенную амплитуду пар состоящей на этой частоте, входящий в спектр сигнала.

Фазовый спектр:Показывает срезу гармоническое состояние на частоте φ(ω). Измерительный прибор для измерения спектра сигнала называется –

спектрометром. Эффективная ширина спектра: Δωэф, ΔFэф – ширина полосы частот сигнала, в которой уровень сигнала различен по сравнению с действующими помехами.

8. Понятие канала связи. Виды каналов. Классификация каналов. Характеристики канала связи: время действия, полоса пропускания, динамический диапазон. Емкость канала.

Канал связи – это совокупность средств обеспечивающие передачу сигнала от точки А системы до точки В системы. Классификация каналов связи:* По виду: дискретные; непрерывные; дискретно-непрерывные; непрерывно-дискретные.* По типам каналы бывают: - проводные: кабельные связи; кабели скрученные медной парой; коаксиальные; волноводные; оптико-волоконные. - беспроводные: радиолинии; системы тропосферной связи; системы спутниковой и космической связи; локальные беспроводные системы.

* По направлению:

-симплексные (сигнал передается только в одном направлении)

- полудуплексные (одновременное только в одном направлении)

- дуплексные (одновременно в обоих направлениях)

* По скорости передачи: телеграфные каналы 50,100,200 бит/с; телефонные каналы 600, 1200, 2400, 4800, 9600,…, 57600 бит/с; высокоскоростные свыше 57600 бит/с.

* По способу передачи: - асинхронные каналы – каждый передаваемый символ сопровождается стартовой посылкой, и заканчивается стоповым сигналом.

- синхронные каналы – передаются синхронизирующие посылки, передаются периодически.

Основные параметры каналов связи: 1. Время действия: Тк. 2. Полоса пропускания канала: Fk. Это полоса частот гармонических колебаний пропускаемых каналом без значительного ослабления. 3. Динамический диапазон: В=lg(Pmax/Pшума), где Рmax – допустимая максимальная мощность передаваемого сигнала. Ршума – мощность шума, присутствующего в канале.

4. Емкость канала связи: Vk=Tk*Fk*Dk. Чем больше емкость, тем больше информации можно передать. Эти характеристики используются для линейных каналов связи. Сигнал проходящий по каналу можно рассматривать как сумму входного сигнала и помехи. Все изменения могут быть описаны в виде линейных преобразований. Не линейные искажения канала связи малы по сравнению с сигналом.На выходе канал в отсутствии полезного сигнала всегда присутствуют помехи. При передачи по каналу сигнал претерпевает задержку во времени и затухает. В реальных каналах связи имеют место искажения обусловленные несовершенством характеристик каналов связи и значением их во времени. (1) Vс<Vk , необходимое условие неискаженной передачи сигнала Vс по каналу емкости Vk. (2) T0<Tk, Fc<Fk, Dc<Dk. Если какие-либо характеристики не удовлетворяют условия (1) или (2), то выполняется преобразование согласования характеристик сигнала с характеристиками канала. Виды преобразований для согласования сигнала с каналом связи:

1. Задержка сигнала (запись и последовательное воспроизведение);

2. Модуляция (преобразование частоты сигнала и перенос ее в другой диапазон);

3. Усиление (ослабление) сигналов;

4. Запись и воспроизведение сигнала с разными скоростями (к уменьшению деятельности и увеличению ширины спектра, либо к увеличению деятельности и уменьшению ширины спектра);

5. Накопление. На передающем устройстве сигнал повторяется несколько раз, при этом, в соответствующее число раз увеличивается длительность сигнала. Может быть достигнуто пониженное отношение сигналов шума. За счет накопления сигналов на приемном устройстве отношение сигнал-шум можно восстановить.

6. Кодирование. Выбор способа, позволяющий изменить длительность и ширину спектра сигнала за счет улучшенной помехоустойчивости обеспечиваемой при моделировании.

Придельная пропускная способность канала связи: I=Fk*log(1+(Pmax/Pшума)) - формула Шеннона. Fk=3 кГц, Рmaxшума = 30 дБ, I = 3 фкбит/с

9. Понятие спектра сигнала. Виды спектров. Спектральная функция. Эффективная ширина спектра. Спектральный анализ. Изучение сигнала во временной области не всегда дает полное представление о сигнале и возможных его управлениях в процессе управления.

Исследуют так же спектр сигнала:

Аналитически спектр сигнала может быть получен с помощью преобразований Фурье.

В общем случае спектральная функция является комплексной. Поэтому рассматривают модель от этой функции которая называется амплитудным спектром |S(ω)|. Сущность амплитудного спектра заключается в том, что для выбранной частоты он показывает определенную амплитуду пар состоящей на этой частоте, входящий в спектр сигнала.

Фазовый спектр:Показывает срезу гармоническое состояние на частоте φ(ω). Измерительный прибор для измерения спектра сигнала называется – спектрометром. Эффективная ширина спектра: Δωэф, ΔFэф – ширина полосы частот сигнала, в которой уровень сигнала различен по сравнению с действующими помехами

Спектральный анализ свойств спектра: Преобразование сообщений с ортогональное разложение сигнала: Большинство сложных сигналов, которые описывают сообщение, сигналы, помехи, состояния и т.д. целесообразно представлять в виде линейных комбинации, более простые сигналы с использованием системы заранее известных функций.

- такое разложение называют разложением x(t) по системе базисных функций φi(t).

Требования к системе φi(t): 1) ортогональность: . При Q=1, систему называют ортонормированной. , осуществляется по энергии и по мощности. По энергии: . По мощности:

2 ) условие теплоты: Базис система является полной в том случае, если среднее квадратическая ошибка аппроксимации может быть доведена до малой величины ε, за счет увеличение членов ряда

Для того чтобы представить сигнал х, необходимо получить коэффициент разложения ai. Данная совокупность и есть спектральная характеристика сигнала в базисе . - обобщенный ряд Фурье. Относительная величина ошибки:

10. Геометрическое представление канала связи и сигнала. Способы преобразования сигнала для согласования с каналом связи. П реобразование характеристик сигнала для его передачи по каналу связи (1) Vс<Vk , необходимое условие неискаженной передачи сигнала объемом Vс по каналу с емкостью Vk. В простейшем случае этого можно добиться за счет соблюдения условия (2): Tс<Tk, Fc<Fk, Dc<Dk. Если какие-либо характеристики сигнала не удовлетворяют условия (1) или (2), то выполняется преобразование характеристик сигнала с характеристиками канала. Виды преобразований для согласования сигнала с каналом связи: 1. Задержка сигнала (запись и последовательное воспроизведение); 2. Модуляция (преобразование частоты сигнала и перенос ее в другой диапазон); 3. Усиление/ослабление сигналов; 4. Запись и воспроизведение сигнала с разными скоростями; 5. Накопление. На передающем устройстве сигнал повторяется несколько раз, при этом, в соответствующее число раз увеличивается длительность сигнала. Может быть достигнуто пониженное отношение сигналов шума. За счет накопления сигналов на приемном устройстве отношение сигнал-шум можно восстановить. 6. Кодирование. Выбор способа, позволяющий изменить длительность и ширину спектра сигнала за счет улучшенной помехоустойчивости обеспечиваемой при моделировании.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]