Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи" для студентов специальности (стр. 3 из 11)

Упомянутое выше явление утечки приводит к тому, что некоторая часть энергии передатчика попадает в полосу частот сигнала «не своего» приемника. Таким образом, соседние каналы создают помехи друг другу. Что бы такие помехи были несущественными, необходимо чтобы уровень просачивающейся помехи был мал в сравнении с полезным сигналом. Количественно это оценивается степенью перекрытия спектров смежных каналов, определяемой как отношение мощности существенной части полезного сигнала, сконцентрированной, как правило, в центральной части его спектра, к мощности смеси сигнала и помехи на границе полосы пропускания фильтра приемника.

Задачи данной работы реализуются путем анализа сигналов в различных точках системы, их сопоставления и оценки, как во временной, так и в частотной областях.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.Загрузить исполняющий файл chrch..svu (Рис.2). Зарисовать структуру модели, записать параметры ее модулей и параметры системного времени.

2.Запустить модель на цикл моделирования. Получить графики исходных сообщений. (Sink 12,13) и оценить параметры сигналов, которые их представляют (Sink 20,22) (максимальное и минимальное значение уровня огибающей, ее период и частота, период и частота гармонического заполнения).

3.Получить спектры модулированных сигналов на выходе передатчиков. Для получения детальной картины спектра в области несущей частоты следует использовать изменение масштаба по оси абсцисс. Оценить ширину спектра каждого сигнала на уровне –20дБ относительно уровня несущего колебания.

4.Получить график сигнала в линии связи (Sink21) и спектр этого сигнала. Оценить степень перекрытия спектров сигналов различных передатчиков. Сделать выводы о возможности разделения сигналов, если допустимый уровень просачивания не должен превышать –20дБ в сравнении с энергией (мощностью) существенной части спектра полезного сигнала. Оценить возможности сближения частот несущих колебаний обоих передатчиков без нарушения условий частотного разделения. Обосновать значения несущих колебаний для случая допустимого перекрытия спектров на уровне –-20дБ.

5.Получить графики принятых сообщений на выходах приемников (Sink10,11) и сравнить их с передаваемыми (Sink12,13). Оценить время распространения сообщений по каналу связи. В отчете достаточно привести один из полученных графиков.

6.Установить среднеквадратическое отклонение Гауссова шума равным 0,1В и запустить модель на цикл моделирования. Получить график сигнала в линии связи (Sink21) и спектр этого сигнала. Выполнить п.5 “Хода выполнения работы”. Сделать вывод о возможности восстановления переданного сообщения.

7.Выполнить п.6 “Хода выполнения работы” для среднеквадратического отклонения Гауссова шума равного 0,3В и 1В. Сделать вывод о возможности восстановления переданного сообщения. Графики наблюдаемых сигналов для этого случая в отчете не приводить.

8.Выполнить пп.1…8 “Хода выполнения работы” для второй модели системы, обрабатывающей дискретные сообщения. Исполняющий файл chrch1.svu (Рис.3).

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

3. Изучить материал лабораторной работы по методическим указаниям, конспекту лекций и рекомендованной литературе.

4. В черновой тетради подготовки к лабораторным работам привести:

- схему исследуемых модели;

- график идеального спектра амплитуд сигнала в линии связи, когда модуляция отсутствует (сигналы, отображающие передаваемые сообщения, считать равными нулю), если несущие колебания описываются выражениями

;

- идеальный спектр мощности несущих колебаний, выделяемой на резисторе в 1 Ом;

- определить относительный уровень несущих колебаний в децибелах

3. Ответить на вопросы контрольного задания.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование работы, ее цель и задачи.

2. Структурные схемы моделей, параметры их модулей, параметры системного времени.

3. Эскизы графиков сигналов, их спектров с указанием полученных оценок параметров, а так же выводы в соответствии с пунктами 1…8 «Хода выполнения работы».

4. Выводы по лабораторной работе в целом. В общих выводах сравнить систему передачи непрерывных и дискретных сообщений, указать на их особенности, обнаруженные в ходе лабораторных исследований.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. Стр. 314…319.

2.Теория электрической связи/ Под. Ред. Д.Д. Кловского. М. Радио и связь,1999. Стр. 10-24, 353-355.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Каким обязательным требованиям должны удовлетворять параметры канальных модулей и сигналов в системе с частотным разделением?

2. Одинаковы ли условия работы различных каналов системы? Ответ обосновать, сравнивая работу высокочастотных и низкочастотных каналов.

3. Как влияет увеличение числа одновременно работающих каналов на работу линейного оборудования? Ответ обосновать, принимая во внимание, что в составе линейного общего для всех каналов оборудования могут быть усилители, преобразователи и другие активные устройства.

4. Чем качественно отличается работа системы с частотным разделением при передаче непрерывных сообщений и дискретных сообщений?

5. Как влияют помехи на выполнение системой функций разделения сигналов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

СИСТЕМА СВЯЗИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ.

Цель работы: Изучить принципы построения систем связи с временным разделением каналов.

Задачи работы:

1. Изучить структуру и функции основных узлов системы с временным разделением каналов для передачи непрерывных сообщений.

2. Изучить основные положения временного разделения каналов связи и их реализацию в системах.

3. Исследовать принципы временной дискретизации сигналов, определяемые теоремой В.А.Котельникова.

ВВЕДЕНИЕ.

Временное разделение каналов применяется достаточно часто при создании систем связи. На основе временного разделения реализуются системы многоканальной телефонной связи, системы спутниковой связи и телевидения. Для обеспечения возможности одновременной работы нескольких каналов по одной линии связи необходимо выполнить условия независимости их работы, исключения влияния друг на друга, что составляет задачу разделения каналов. Основой временного разделения каналов являются следующие положения:

- Каждый из передатчиков формирует и выдает в среду распространения сигналы только в отведенные для него интервалы времени не перекрывающиеся с интервалами, отведенными для других передатчиков;

- Каждый из приемников имеет средства выделения интервалов передачи, а, следовательно, и сигналов только нужного передатчика и подавления сигналов других. (Для этого в составе системы должны быть средства, обеспечивающие синхронную работу передатчиков и приемников, поочередно предоставляющие среду распространения в их распоряжение и средства восстановления сообщений из квантованных по времени сигналов - интерполирующие фильтры);

-Дискретизация сигналов представляющих сообщения осуществляется с соблюдением требований теоремы В.А.Котельникова;

-Среда распространения сигналов обладает достаточной широкополосностью и линейностью с тем, что бы передаваемые импульсные сигналы не были искажены.

Данная работа направлена на изучение реализации этих положений на примере простейшей системы связи, моделируемой средствами пакета System View.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектом исследования в данной работе является модель трехканальной системы связи (См. рис.4). Сообщения в модели представлены гармоническим колебанием, частота которого изменяется линейно в интервале

(См. рис.5).

В первом приближении можно считать, что спектр такого колебания сосредоточен в полосе

Необходимой процедурой обработки сигналов при временном разделении является временная дискретизация, в результате которой непрерывная временная реализация заменяется отсчетами, следующими с заданным интервалом. Для восстановления исходной формы непрерывного колебания по дискретным отсчетам необходимо, что бы на периоде его изменения было сделано достаточно большое количество отсчетов, т.е. интервал дискретизации достаточно мал. Условия, при которых возможно восстановление непрерывного колебания, определяются теоремой Котельникова. Наименьшее число отчетов на периоде требуется для восстановления гармонического колебания, и оно равно двум.

Дискретные отсчеты, формируемые передатчиками, последовательно перемежаясь передаются в линию связи и таким образом формируется новая результирующая (линейная) последовательность. На приемной стороне приемники воспринимают только «свои» отсчеты. Это обеспечивается синхронной и синфазной работой ключей дискретизаторов передатчиков и соответствующих ключей – клапанов приемников. В качестве таких ключей используются перемножители. На один вход перемножителя поступает обрабатываемый сигнал, на второй- сигнал от импульсного генератора тактирования. Импульсы тактирования могут принимать только два уровня – единичный и нулевой.