Расчет передаваемой части телемеханики (стр. 2 из 2)
2 Определение полосы занимаемых частот
2.1 Временное разделение каналов
При временном разделении каналов вначале в линию связи посылается сигнал начала цикла τинц, потом передается информация первого канала τии, потом импульс синхронизации τси, который переключает распределители на второй канал, а далее все повторяется. Каждый импульс передается спустя паузу τп (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Диаграмма временного разделения каналов
Получаем, что
 | (2.1) |
где k – количество разрядов кода.
Учитывая, что τинц=2τ, τп=τии=τ, τси=1,5τ, получаем
 | (2.2) |
 с |
Таким образом, период импульсной последовательности равен
с.Определим количество разрядов кода из условий:
 | (2.3) |
 | (2.4) |
где δ’ – допустимая погрешность передачи, а D– динамический диапазон, т.е. отношение наибольшего (из возможных) уровня сигнала к наименьшему.
Решая неравенства получаем
 |
 |
Значит
k=6
Зная, что практическая ширина спектра ограничена пятой гармоникой, получаем, что диапазон частот по обе стороны от несущей:
 | (2.5) |
где
 Гц | (2.6) |
 Гц |
Следовательно, полоса частот, занимаемая каналом, будет равна
 Гц | (2.7) |
Построим спектральную диаграмму, учитывая, что при кодовой манипуляции каждый разряд кода передается во времени на своей частоте.
Рисунок 2.2 – Спектр сигнала при временном разделении
2.2 Частотное разделение каналов
При частотном разделении каналов перед информационным импульсом передается синхроимпульс (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 – Диаграмма частотного разделения
 | (2.8) |
А учитывая, что τп=τии=τ, τси=1,5τ:
 |
 с |
Период импульсной последовательности равен
с.Таким образом
 Гц | (2.9) |
Считая, что каналов два (N=2) и между каждой несущей введена полоса запаса, по величине равная ширине спектра для одной несущей частоты получаем, что полоса занимаемых частот при частотном разделении каналов равна
 Гц | (2.10) |
Построим спектральную диаграмму.
Рисунок 2.4 – Спектральная диаграмма при частотном разделении каналов
3 Вычисление помехоустойчивости
Методика определения помехозащищенности сообщений в основном определяется характером помех в канале связи. Считаем, что спектр помехи в области рассмотрения спектра системы телеизмерений равномерный. Это значит, что помеха представляется «розовым» шумом с удельным эффективным напряжением шума σп.
Цель расчета помехоустойчивости состоит в определении максимального
возможного значения σn, при котором погрешность передачи не превышает заданного значения.
По значению δ' вычисляем величину 1- δ', которая является значением функции Лапласа Ф(z) при некотором аргументе z. По таблице значений функции Лапласа Ф(z) находим этот аргумент.
То есть при δ' = 0.021, разность 1- δ'= 0.97. Значит, аргумент z = 3.
Теперь найдем величину:
α₀ = z√2= 3√2 | (3.1) |
Возьмем U=1В,τ=τи.
Следовательно, для временного разделения каналов при τ =
с.(см.п.2.1):
σn =(√τ/α₀) * U =  с1/2 | (3.2) |
Аналогично, для частотного разделения каналов при τ= 
(см. п2.2):
 с1/2 |
Т.е. помехоустойчивость выше у частотного разделения каналов.
4 Вычисление количества информации и скорости передачи информации
Максимальное количество информации в одном сообщении I1(U) будет равно его энтропии. Для манипуляции энтропия равна числу разрядов двоичного кода:
 | (4.1) |
В нашем случае k=6, т.е.
 |
Так как за период опроса Топ передается Nсообщений, где N – число каналов, то общее количество информации за период опроса равно
 | (4.2) |
Получаем для N=2:
I=12 бит
Поток, или скорость передачи информации по каналу связи определяется из соотношения:
 | (4.3) |
Зная, что Топ=0.35:
 |
5 Вычисление эффективности передачи
Эффективность передачи сводится к передаче возможно большего количества информации через канал связи в единицу времени. Сравнение устройств телеизмерения удобно производить по максимальной скорости передачи R, равной отношению количества информации передаваемой за период опроса, к произведению полосы частот и времени периода опроса:
 | (5.4) |
здесь ∆ω – полная полоса частот системы телеизмерения.
Величину
называют широкополосностью способа передачи.Вычислим эффективность передачи для временного разделения каналов:
 |
А для частотного разделения
 |
Таким образом, эффективнее временное разделение каналов.
Заключение
В курсовой работе была рассчитана передающая часть системы телеизмерения. Был определен период опроса, скорость передачи информации, количество информации в одном сообщении и рассчитаны параметры для различных методов разделения каналов (см. табл.2).
Таблица 2 – Сравнение методов разделения каналов
| № | Параметр | Временное разделение каналов | Частотное разделение каналов |
| 1 | Ширина полосы частот, Гц | 9,34*103 | 1,34*104 |
| 2 | Помехоустойчивость, 10-3 | 45 | 14 |
| 3 | Эффективность передачи, 10-3 бит | 23 | 16 |
В результате можно сделать вывод, что по помехоустойчивости и по эффективности выгоднее временное разделение каналов, а по ширина полосы – частотное разделение каналов связи.
Список литературы
1. С.И.Баскаков. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для ВУЗов, М: Высшая школа, 1988 - 425 с.
2. В.Г. Шахов Расчет передающей части системы телеизмерения: Метод. указания/ОмИИТ, 1988 – 31 с.
3. В.Г. Шахов. Введение в информационные системы и технологии: Учебное пособие/ОмГУПС, 1999-78 с.
4. И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для ВУЗов, М: Высшая школа, 2000 – 374 с.