Курсовая и Лабораторные работы 1-3 по дисциплине: Теория связи. Вариант №3

Лабораторная работа No1
по дисциплине:
«Теория связи»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ СИГНАЛОВ»
1 Цель работы
Исследование связи между временными и частотными характеристиками сигналов.

2 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка выполнена в виде программы. Для запуска программы по исследованию сигналов и их спектров необходимо зайти в директорию Фурье и запустить файл Fourier.exe. Программа представляет собой рабочую область, в которой расположены: исходный сигнал и его параметры (амплитуда, длительность, период), временная и частотная характеристики сигнала при ДАМ и ДФМ, а так же синтезируемый видеосигнал при конечной ширине спектра.
В левой верхней части экрана размещена таблица с параметрами сигнала. Сигнал представляет собой периодическую последовательность прямоугольных импульсов со следующими параметрами:
А1 – значение амплитуды импульса в положительной области,
А2 - значение амплитуды импульса в отрицательной области,
τ – длительность положительного импульса,
τз – время задержки последовательности импульсов,
Т – период повторения импульсов.
Форма последовательности импульсов приведена ниже.
Правее расположена таблица вида сигнала: видеосигнал, сигнал с дискретной амплитудной модуляцией (ДАМ), сигнал с дискретной фазовой модуляцией (ДФМ).
Следующий направо столбик данных позволяет установить количество гармоник К, используемых для синтеза сигнала. Форма синтезируемого сигнала приведена ниже. Слева внизу приведен модуль спектра сигнала, а правее спектр фаз данного сигнала. Синим цветом выделены гармоники, используемые для синтеза. Спектр может действительным (косинусное преобразование Фурье, в окошке Re необходимо поставить галочку) и комплексным.
Правая таблица позволяет изменить параметры некоторой i – ой гармоники: Аi – множитель амплитуды, а φi приращение фазы. Изучается эффект линейных искажений.
При движении курсора по графикам он указывает расстояние от точки 0,0. Эти величины определяют уровень гармоники и ее частоту.

3 Лабораторное задание
1) Изучить связь между формой видеосигнала и его спектром.
2) Изучить форму ДАМ сигнала и его спектр.
3) Изучить форму ДФМ сигнала и его спектр.
4) Объяснить различия в спектре ДАМ, ДФМ и видеосигнала.
====================================================

Лабораторная работа No2
по дисциплине:
«Теория связи»

1 Цель работы
Экспериментальное исследование сложных дискретных сигналов и особенностей их приёма согласованным фильтром.

2 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка выполнена в виде программно управляемой модели на ПЭВМ
Краткое описание структурной схемы исследуемого оптимального (согласованного) фильтра (рисунок 2.1) приводится ниже.

Импульсы последовательности Баркера (n =7) длительностью T = nи поступают на линию задержки, имеющую отводы через каждые и , и далее через инвертирующие или не инвертирующие устройства (в соответствии с формой последовательности) на сумматор. Сигнал на выходе суммирующего устройства после 2n тактовых интервалов и имеет вид функции корреляции входной последовательности. Для обнаружения сигнала на выходе фильтра может устанавливаться решающее устройство (РУ), в котором сигнал на выходе сумматора сравнивается с пороговым уровнем и принимается решение о присутствии (да) или отсутствии (нет) данной последовательности Баркера на входе фильтра.


3 Предварительные расчеты
Структура заданной последовательности импульсов кода Баркера приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1
No варианта Структура последовательности импульсов
3 {+1,+1,+1,-1,+1}
======================================================

Лабораторная работа No3
по дисциплине:
«Теория связи»

«Исследование корректирующего кода»

1 Цель работы
Ознакомление с методами построения корректирующих кодов. Экспериментальное исследование обнаруживающей и исправляющей способности циклического кода.
2 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка выполнена в виде программно-управляемой модели на ПЭВМ.
Модель кодера циклического кода (7,4) приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Модель кодера циклического кода (7,4)

Модель декодера Меггита приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Модель декодера Меггита

3 Предварительные расчеты
Структура заданной кодовой последовательности приведена в
таблице 3.1.

Таблица 3.1
No Комбинации Разрешенные 7-элементные кодовые комбинации
3 1100 010
=====================================================
=====================================================
=====================================================

Курсовая работа
по дисциплине:
«Теория связи»

Задача No1

Вольтамперная характеристика (ВАХ) биполярного транзистора амплитудного модулятора аппроксимирована выражением
i={(S(u-u_0 ),&u≥u_0@0,&u<u_0 ),
где i_k – ток коллектора транзистора;
u_б – напряжение на базе транзистора;
S – крутизна вольт-амперной характеристики;
u_0 – напряжение отсечки ВАХ.

Требуется:
1. Объяснить назначение модуляции несущей и описать различные виды модуляции.
2. Изобразить схему транзисторного амплитудного модулятора, пояснить принцип ее работы и назначение ее элементов.
3. Дать понятие статической модуляционной характеристики (СМХ). Рассчитать и построить (СМХ) при заданных S, u0 и значении амплитуды входного высокочастотного напряжения Um.
4. С помощью статической модуляционной характеристики определить оптимальное смещение E0 и допустимую величину амплитуды U модулирующего напряжения U cost , соответствующие неискаженной модуляции.
5. Рассчитать коэффициент модуляции mАМ для выбранного режима. Построить спектр и временную диаграмму АМ-сигнала.
Значения S, u0 и Um приведены в таблице 1.

Таблица 1
Предпоследняя цифра номера студенческого билета 0
S, mA/B 100
Последняя цифра номера студенческого билета 3
u0, В 0,65
Um, В 0,35

6. Статическую модуляционную характеристику следует рассчитать и построить для семи – десяти значений E на интервале u0-Um до u0+Um. Для выбранного значения E и заданных u0 и Um определить угол отсечки ρ, с помощью которого определяется значение амплитуды первой гармоники тока коллектора I1 методом угла отсечки.

На входе детектора действует амплитудно-модулированное колебание:
uАМ(t)=Um(1+mАМcos2Ft)cos2f0t
Требуется:
1) Пояснить назначение детектирования модулированных колебаний. Изобразить схему диодного детектора и описать принцип ее работы.
2) Рассчитать необходимое значение сопротивления нагрузки детектора Rн для получения заданного значения коэффициента передачи детектора kд.
3) Выбрать значение емкости нагрузки детектора Cн при заданных f0 и F.
4) Рассчитать и построить спектры напряжений на входе и выходе детектора.
Значения S, mAM и kд даны в таблице 5, а значения Um, F и f0 – в таблицах 2 – 3.

Таблица 2
Предпоследняя цифра номера студенческого билета 0
S, mA/B 30
mАМ 0,8
kд 0,9

Таблица 3
Предпоследняя цифра номера студенческого билета 0
Um , В 1,0
f0, кГц 300
F, кГц 3,4

Для расчета Rн следует воспользоваться выражениями (3.93) и (3.94) в [3]
kд = cosρ и tgρ – ρ = / SRн ,
где ρ – угол отсечки в радианах.
-----------------------------------------------------------------------------------------

Задача No2

Задано колебание, модулированное по частоте:


Требуется:
1) Определить для частотной модуляции частоту F, если для всех вариантов девиация частоты одинакова и составляет 50 кГц.
2) Определить количество боковых часто и полосу частот, занимаемую ЧМ сигналом
3) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ сигналом при увеличении модулирующей частоты в n раз.
4) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ сигналом при увеличении амплитуды модулирующего сигнала в m раз
5) Рассчитать и построить для всех случаев спектральные диаграммы с соблюдением масштаба.

Таблица 4
N варианта по двум последним цифрам пароля (если 0, то 10) M n k
3 2,5 2,5 2
--------------------------------------------------------------------------------------------

Задача No3

В предположении, что сигнал сообщения имеет гармоническую форму частоты Fв, 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 5).
2. Изобразить спектральные диаграммы исходного сигнала и дискретизированной последовательности.
3. Описать (с обоснованием) вид графиков временных и спектральных диаграмм на основе соответствующих теоретических положений.

Таблица 5
Предпоследняя цифра пароля 0
Umax, B 15
FB, кГц 13
Последняя цифра пароля 3
k 4
----------------------------------------------------------------------------------------------

Задача No4

Стационарный случайный процесс x(t) имеет одномерную функцию плотности вероятности (ФПВ) мгновенных значений w(x), график и параметры которой приведены в таблице 6.
Требуется:
1. Определить параметр h ФПВ.
2. Построить ФПВ w(x) и функцию распределения вероятностей (ФРВ) F(x) случайного процесса.
3. Определить первый m1 (математическое ожидание) и второй m2 начальные моменты, а также дисперсию D(x) случайного процесса.

Методические указания:
1) Изучите материал в [1, с. 2835]; [4, с. 166 171].
2) ФПВ вне интервала [a,b] равна 0.
3) (xx0) дельта-функция. При x=x0, (0) = , при xx0, (xx0) = 0.
Условие нормировки для дельта-функции:
∫_(x_0-ε)^(x_0+ε)▒〖δ(x-x_0)dx=1〗

Фильтрующее свойство дельта-функции:
∫_(x_0-ε)^(x_0+ε)▒〖f(x)δ(x-x_0)dx=f(x_0)〗.
Если случайный процесс принимает некоторое значение x0 c вероятностью p0, то ФПВ в качестве одной из составляющих содержит дельта-функцию p0(x-x0).

4) ФРВ связана с ФПВ следующим соотношением:
F(x)=∫_(-∞)^x▒〖W(ν)⋅dν〗, x .
Таблица 6
M ФПВ w(x) N Параметры ФПВ
a b c d e
0
3 -2 3 0 1 0,3

Предпоследняя цифра студенческого билета M, последняя цифра билета N.

Выражения для плотности распределения w(x) и функции распределения вероятностей F(x) должны быть заданы (описаны) для диапазона изменения значений x в пределах от до . Если w(x) содержит дельта-функцию, то в функции распределения F(x) должен быть скачок при соответствующем значении x = x0. По условию задачи при x = c (или x = d) будет скачок на величину p(c) (или
p(d)). Выражение и график F(x) должны удовлетворять условию «неубываемости» ее в пределах x , т.е. зависимость F(x) не может иметь «падающих» участков.
Вероятность попадания значений сигнала в заданный интервал, например, от a до c (т.е. a x c) определяется через плотность распределения вероятностей известным соотношением:

======================================================

Проверил(а): Резван Иван Иванович
Оценка: Отлично
Дата оценки: 07.12.2022г.

Помогу с вашим вариантом, другой дисциплиной, онлайн-тестом, либо сессией под ключ.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru