Цифровая обработка сигналов. Вариант №6

2 ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

2.1 Задание на контрольную работу

Непрерывное сообщение передается по системе связи дискретными сигналами. На стороне передачи исходное сообщение преобразуется в первичный электрический сигнал, который, в свою очередь, преобразуется в цифровую форму. Перед передачей в канал связи сигнала сообщения производится также предварительная обработка его цифрового представления по заданному алгоритму. На стороне приёма восстанавливается непрерывное сообщение (с учётом предварительной обработки на стороне передачи), которое и выдается получателю.

Значения сигнала сообщения изменяются в пределах от 0 до Umax.

Спектр сигнала сообщения перед дискретизацией для преобразования в цифровую форму ограничивается частотой Fв.

Дискретизация сигнала сообщения отсчётами производится с интервалом, в k раз меньшим по сравнению с шагом дискретизации, определяемым теоремой Котельникова.

Отсчёты после дискретизации представляются n-разрядными двоичными числами. Последние поступают на цифровой фильтр, осуществляющий предварительную обработку в соответствии с алгоритмом вида

yk = ak xk + ak-1 xk-1 + ak-2 xk-2.
Исходные данные для конкретных вариантов приведены в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1 СМОТРИ СКРИН

Задача 1

Непрерывное сообщение передается от источника к получателю по дискретному каналу связи.

Требуется:

1 Изобразить обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, привести подробное описание назначения входящих в нее блоков. Преобразование сообщения и сигналов в системе связи проиллюстрировать (качественно) приведением временных и спектральных диаграмм для следующих точек тракта:

на выходе источника непрерывного сообщения (сигнала);
на входе преобразователя ”аналог-цифра” (на выходе ФНЧ);
дискретизированной последовательности (АИМ-сигнала, с учётом заданных значений Umax, Fв и k) ;
на выходе АЦП (последовательность чисел, соответствующих отсчётам входного сигнала - для заданных Umax и n).
Опишите временные и спектральные диаграммы.

2 Найти величину шага квантования U кв и дисперсию шума квантования .

Задача 2

В предположении, что сигнал сообщения имеет гармоническую форму частоты Fв и амплитуды Umax (см. таблицу 2), требуется:

1 Изобразить временные диаграммы исходного сигнала (2, 3 периода) и дискретизированной последовательности для него при условии, что дискретизация отсчётами производится с интервалом, в k раз меньшим по сравнению с шагом дискретизации, определяемым теоремой Котельникова (см. таблицу 2).

2 Изобразить спектральные диаграммы исходного сигнала и дискретизированной последовательности.

3 Описать (с обоснованием) вид графиков временных и спектральных диаграмм на основе соответствующих теоретических положений.

Задача 3

1 В соответствии с дискретным преобразованием Фурье рассчитать и построить спектр заданного сигнала. Для упрощения расчётов заданный сигнал представляет собой двоичную дискретную последовательность (1 и 0), варианты сигнала приведены в таблице 3.

Таблица 3 СМОТРИ СКРИН

Задача 4

На стороне передачи осуществляется предварительная цифровая обработка сигнала, поступающего с выхода АЦП, в соответствии с алгоритмом вида

yk = ak xk + ak-1 xk-1 + ak-2 xk-2.

Весовые коэффициенты приведены в таблице 2.

Требуется:

1 Изобразить структурную схему цифрового фильтра (ЦФ) и описать принцип его работы.

2 Определить импульсную характеристику данного ЦФ.

3 Определить системную функцию ЦФ.

4 Определить частотный коэффициент передачи ЦФ.

5 Рассчитать сигнал на выходе цифрового фильтра для отсчетов одного периода сигнала задачи 3. Построить временную диаграмму соответствующего ему аналогового эквивалента и сравнить с исходным.

2.2 Оформление контрольной работы

В процессе выполнения работы результаты расчетов оформляются в виде таблиц, графиков. Результаты каждого пункта должны иметь соответствующие заголовки и пояснения исходных данных.
Контрольная работа должна содержать:

название кафедры;
фамилию и инициалы студента;
номер группы;
результаты расчетов в виде таблиц, графиков;
выводы по работе и оценку результатов;
дату выполнения работы и личную подпись.
1 При выполнении численных расчетов надо записать формулу определяемой величины, сделать соответственную численную подстановку и произвести вычисления, а не писать сразу готовый результат.

2 Результаты со всеми промежуточными вычислениями сложных зависимостей следует приводить в виде таблицы.

3 Графики временных и спектральных диаграмм, иллюстрирующие преобразование сообщения и сигнала в системе связи на выходе каждого из функциональных устройств, необходимо располагать один под другим соответственно с соблюдением масштабных соотношений по осям координат.

Все графики необходимо выполнять в электронном виде. Оси координат на графиках должны быть обозначены и промасштабированы. Масштаб следует выбирать таким образом, чтобы координаты любой точки графика могли быть определены быстро и с удовлетворительной точностью.

4 Нанесение на графике точек, соответствующих расчетным данным, должно быть выполнено отчетливо и аккуратно.

5 Кривая, проводимая через экспериментальные точки, должна быть плавной, без резких искривлений и углов. Кривая не обязательно должна проходить через каждую отдельную точку. Её следует провести через большую часть точек так, чтобы наилучшим образом аппроксимировалась полученная зависимость.

6 Если на графике имеется несколько кривых, каждая кривая должна быть снабжена соответствующими надписями.

7 Необходимо пользоваться общепринятыми условными обозначениями величин и сокращениями названий.

8 Библиография используемой литературы должна быть составлена в соответствии с существующими требованиями.

9. Страницы должны быть пронумерованы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная: - отсутствует

Дополнительная:

1 Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по спец. “Радиотехника”.–2-е изд., перераб. и доп.–М.: Высш. шк., 1988.–448с
2 Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов.–Учебное пособие для вузов.–М.: Радио и Связь, 1990.
3 Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы.–М.: Радио и связь, 1986.
4 Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов.–Задачи и упражнения. Учебное пособие для вузов.–М.: Радио и Связь, 1992.
5 Карташев В.Г. Основы теории дискретных сигналов и цифровых фильтров.–М.: Высшая школа, 1982.
6 Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов. Справочник.–М.: Радио и Связь, 1990.
7 Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Расчет и реализация.–М.: Радио и связь, 1982.
8 Антонью А. Цифровые фильтры: анализ и проектирование.–М.: Радио и связь, 1983.
9 Бизин А.Т. Введение в цифровую обработку сигналов.–Новосибирск, СибГУТИ. 1998.
10 Бакалов В.П., Крук Б.И., Журавлева О.Б. Теория электрических цепей.–Новосибирск, СибГУТИ, 1998.
11 Тяжев А.М. Выходные устройства приемников с цифровой обработкой сигналов.–Самара, Самарский университет, 1992.
12 Применение цифровой обработки сигналов//Под редакцией Э. Оппенгейма.–М.: Мир, 1980.

Зачет без замечаний