Контрольная и Лабораторные работы 1-3 по дисциплине: Общая теория связи. Вариант №01

Вариант No01

Контрольная работа

Задание 1
На вход транзисторного усилителя воздействует бигармоническое напряжение
u(t)=U_m1 cos〖ω_1 〗 t+U_m2 ω_2 t
Вольтамперная характеристика полевого транзистора аппроксимируется полиномом
i_c=a_0+a_1 u+a_2 u^2
где i_c- ток cтока, u - напряжение на затворе транзистора
Рассчитать спектр тока и построить спектральную диаграмму для исходных данных таблицы 1.1 Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля
Таблица 1.1
Данные
варианта а
мА a_0
мА/В a_1
мА/В f_1
кГц f_2
кГц U_m1
В U_m2
В
1 10 10 2.5 6 1.5 1 1.7

------------------------------------------------------------------------------
Задание 2

Ток в нелинейном резисторе i связан с приложенным напряжением U кусочно-линейной зависимостью
i={█(&0,u<U_0@&S(u-U_0),u≥U_0 )
где S - крутизна, U_0 - напряжение отсечки.
Найдите постоянную составляющую тока Io, амплитуду первой, второй и третьей гармоник протекающего тока (Im1, Im2, Im3) для входного воздействия в виде напряжения
U_вх (t)=E+U_m cos〖ω_0 〗 t
где E - напряжение смещения, U_m - амплитуда.
Постройте спектральную диаграмму протекающего тока и укажите, какие спектральные составляющие следует выделять параллельным колебательным контуром для получения умножения частоты в два и три раза.
Необходимые данные по вариантам возьмите в таблице 2.1. Номер варианта соответствует последней цифре пароля
Таблица 2.1
Варианты
Данные 1
S, мА/В 50
Uo, B 0
E, В -0.5
Um, В 0.8

------------------------------------------------------------------------------
Задание 3.1

На вход модулятора с вольтамперной характеристикой нелинейного элемента вида

i=a_0+a_1 u+a_2 u^2+a_3 u^3

подано напряжение

u=-E+U_mΩ cos(Ωt)+U_(m ω_0 ) cos(ω_0 t)

Выходной контур модулятора настроен на частоту ω_0 и имеет полосу пропускания 2∆ω=2Ω (на уровне 0, 707 от максимума).
Требуется:
 Изобразить схему модулятора на полевом транзисторе.
 Вывести в общем виде уравнение для тока, питающего выходной контур модулятора (влиянием сопротивления контура на величину тока пренебречь).
 Определить коэффициент модуляции m и амплитуду тока J_m1 и записать выражение для амплитудно-модулированного сигнала (по току).
 Определить коэффициент глубины модуляции по напряжению с учетом влияния колебательного контура.
 Рассчитать и построить статистическую модуляционную характеристику при изменении смещения от 0 доE_max (E_max – значение смещения, при котором J_m1 обращается в ноль).
 Определить по построенной модуляционной характеристике режим модулятора (E,U_mΩ,m) и сравнить с заданным режимом.

Таблица 3.1 – Исходные данные
Номер варианта a_1, мА/В a_2, мА/В a_3, мА/В E, В U_mΩ, В U_(m ω_0 ),В
1 4,53 0,39 0,05 2,5 2 1,8

1. Схема модулятора на полевом транзисторе изображена на рисунке 3.1.

------------------------------------------------------------------------------
Задание 3.2
Амплитудный детектор, при воздействии на него слабого сигнала, используется как квадратичный с характеристикой нелинейного элемента вида
i_c=a_2 U^2
При увеличении амплитуды входного сигнала в 10 раз этот детектор используется как «линейный» с характеристикой:

i={█(0,при U≤0@aU, при U>0)

На детектор в обоих случаях подается напряжение:

u(t)=U_m (1+mcosΩt)cosω_0 t

Требуется:
 Изобразить схему детектора на диоде
 Вычислить ток, протекающий через сопротивление нагрузки R для квадратичного и линейного режимов детектирования (U_mиU_m∙10) и изобразить (в масштабе) спектральные диаграммы.
 Вычислить коэффициент нелинейных искажений при квадратичном детектировании.

Таблица 3.2 – Исходные данные
Номер варианта a,мА/В a_2, мА/В U_m,В m Θ
1 3 1,7 0,66 0,87 35


1. Схема детектора на диоде изображена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Схема детектора на диоде

------------------------------------------------------------------------------
Задание 4.1

Задано колебание, модулированное по частоте:
u(t)=U_0 cos( ω_0 t+M sinΩ t)
U_0=1
Это колебание можно характеризовать и как колебание, модулированное по фазе, если индекс фазовой модуляции МФ =М, а М – индекс частотной модуляции.
Требуется:
1) Определить для частотной модуляции частоту F, если для всех вариантов девиация частоты одинакова и составляет 50 кГц.
2) Определить для случая М = МФ количество боковых частот и полосу частот, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями.
3) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями при уменьшении модулирующей частоты в n раз.
4) Определить количество боковых частот и полосу, занимаемую ЧМ и ФМ – колебаниями, амплитуда модулирующего сигнала увеличится в к раз по сравнению с п. 2.
5) Рассчитать и построить для всех случаев спектральной диаграммы с соблюдением масштаба.
Исходные данные приведены в таблице 4.1. Номер варианта соответствует двум последним цифрам пароля.
Таблица 4.1.
Номер варианта М n К
1 6 2 1.8

------------------------------------------------------------------------------
Задание 5.1.

Рассчитать и построить спектр амплитудно-модулированных импульсов, если среднее значение амплитуды импульсов 4В, амплитуда огибающей 3В, модуляция осуществляется с частотой 2 кГц, тактовая частота 8кГц, длительность импульсов 10мкс (при расчете ограничиться частотами спектра от 0 до 10 кГц).

Uср, В U0, В Ω, кГц fт, кГц fв, 10 кГц τимп, мкс
4 3 2 8 10 10

------------------------------------------------------------------------------
Задание 5.2.

Определить число градаций уровней сигнала 7-разрядной ИКМ (линейной) и величину шума квантования на выходе демодулятора для двух значений тактовой частоты (8 кГц и 16 кГц). Частота сигнала 3 кГц, частота среза фильтра 3.5 кГц, максимальное напряжение на выходе фильтра 2В.


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


Вариант No01

Лабораторная работа No1

Тема: «Исследование помехоустойчивости дискретных видов модуляции»
1. Цель работы
Изучение и экспериментальное исследование влияния вида модуляции (AM, ЧМ, ФМ) на помехоустойчивость системы передачи дискретных сообщений, изучение методики экспериментального измерения вероятности ошибки.

2. Описание лабораторной установки
1. Амплитудная модуляция:
2. Частотная модуляция:
3. Фазовая модуляция:

Вывод:

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

Лабораторная работа No2

Тема: «Исследование помехоустойчивости методов передачи и приема дискретных сигналов на автоматизированном рабочем месте СПИ»
1. Цель работы
Изучение методов обработки дискретных сигналов в приёмнике и экспериментальное исследование их помехоустойчивости при флуктуационных помехах в канале связи.

2. Лабораторное задание
1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
2. Исследовать зависимость средней вероятности ошибки на выходе решающего устройства приемника от отношения сигнал/шум pош = f(h2) для сигналов с дискретной амплитудной модуляцией при:
- когерентном приеме и оптимальной фильтрации;
- некогерентном приеме и оптимальной фильтрации;
- некогерентном приеме и неоптимальной фильтрации.
3. Сравнить помехоустойчивость различных методов приема дискретных сигналов, построив кривые pош = f(h2) на одном графике.

3. Выполнение работы

Вывод:

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

Лабораторная работа No3

Цель работы

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

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка выполнена в виде программно управляемой модели на ПЭВМ в составе оборудования (процессор, дисковод, дисплей, принтер). При работе с программой необходимо руководствоваться указаниями с дисплея и лабораторным заданием. Краткое описание структурной схемы исследуемого оптимального (согласованного) фильтра (рисунок 1) приводится ниже.

Задачи лабораторной работы

1. Ознакомиться с особенностями экспериментального исследования на ЭВМ приёма дискретных сигналов согласованным фильтром (СФ).
2. Исследовать связь между импульсной характеристикой СФ и видом сигнала, с которым он должен быть согласован.
3. Исследовать форму сигнала на выходе согласованного фильтра при подаче на его вход различных сигналов (согласованного и несогласованных с фильтром, в том числе и инвертированного).
4. Исследовать влияние искажения элементов входной дискретной последовательности на изменение формы сигнала на выходе СФ (основного пик-выброса и боковых выбросов).

Выполнение работы.

1. Исследовать связь между импульсной характеристикой согласованного фильтра и видом сигнала, с которым он должен быть согласован.

2. Исследуем форму сигнала на выходе согласованного фильтра при вводе сигнала, с которым он согласован.

3. Исследуем форму сигнала на выходе согласованного фильтра при вводе различных сигналов, с которыми фильтр не согласован, в том числе и сигнала, инвертированного по отношению к S(t).

------------------------------------------------------------------------------

Вопросы для самостоятельной подготовки:

-Дайте определение узкополосных и широкополосных сигналов.

-Что общего и в чём различие потенциальной помехоустойчивости узкополосных и широкополосных сигналов (ШПС)?

-Какие требования предъявляются к ШПС в практике их применения?

-Какие методы формирования широкополосных сигналов вам известны и где они используются?

-Приведите структурную схему системы передачи информации с ШПС?

-Какой фильтр дискретных сигналов является оптимальным при белом гауссовском шуме? Почему он также называется согласованным?

-Какой вид имеет импульсная и амплитудно-частотная характеристики оптимального фильтра дискретных сигналов?

-Какую форму имеет сигнальная составляющая на выходе согласованного фильтра?

-Как построить согласованный фильтр для последовательности прямоугольных импульсов?

-Как, в принципе, на основе трансверсального фильтра можно построить согласованный фильтр для сигнала произвольной формы?

-Опишите свойства дискретных последовательностей Баркера и
n-последовательностей максимальной длины регистра сдвига.

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

Оценка: Отлично
Дата оценки: 11.10.2023г.

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