Благодарю автора за ответственное отношение к выполнению заказа.
Информация о работе
Подробнее о работе
Система передачи аналоговой информации с АЦП
- 29 страниц
- 2017 год
- 46 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Работа железнодорожного транспорта во многом зависит от четкого и бесперебойного действия устройств связи, при помощи которых осуществляется оперативное руководство и контроль всего перевозочного процесса. К основным видам связи на железнодорожном транспорте относятся:
1. Проводная телефонная и телеграфная связь.
2. Оптоволоконная цифровая связь и передача данных.
3. Радиосвязь в различных вариантах.
Требования, предъявляемые к системам передачи информации на железнодорожном транспорте, приводят к необходимости построения многоканальных цифровых систем передачи информации, по разным каналам которых может передаваться информация разного характера: речь, сигналы телемеханики. При этом исходные сообщения могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Следовательно, требуется предварительно преобразовать исходную аналоговую информацию в цифровой вид для передачи по цифровой системе передачи информации, для чего в схеме должен быть предусмотрен аналогово-цифровой преобразователь.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Индивидуальное задание 3
Введение 4
1 Обоснование выбранной структурной схемы системы связи 5
2 Расчет системы связи 9
2.1 Расчет характеристик информационного сигнала 9
2.2 Расчет характеристик АЦП 13
2.3 Кодирование последовательности двоичным безызбыточным кодом 17
2.4 Расчет спектра сигнала с дискретной модуляцией 21
2.5 Расчет характеристик непрерывного гауссовского канала связи 23
2.6 Расчет параметров дискретного канала связи 25
Заключение 28
Список использованной литературы 29
Приложение: Структурная схема системы связи 30
2.1. Расчет характеристик информационного сигнала
По условию задания, исходный первичный сигнал непрерывного сообщения g(t) представляет собой стационарный гауссовский случайный процесс с нулевым математическим ожиданием
gср = М{g(t)} = 0.
Мощность (дисперсия) процесса
Pg = σg2 = M{[g(t)–gср]2} = 1,6 В2
и функция корреляции первичного сигнала заданы:
[В2].
Стационарный гауссовский (нормальный) случайный процесс с нулевым средним значением в любой момент времени характеризуется одномерной функцией плотности вероятности (ФПВ) следующего вида:
,
Стационарный случайный процесс во временной области характеризуется функцией корреляции Bc(τ) и в частотной области – спектром плотности мощности или энергетическим спектром Gg(ω), где ω = 2πf. Эти характеристики связаны между собой парой преобразований Винера-Хинчина. Учитывая, что для стационарного случайного процесса обе эти функции действительны и четны, для Gg(ω) можно записать:
Воспользуемся выражением, приведенным в [1, с.
...
2.2. Расчет характеристик АЦП
Рис. 3. Структурная схема АЦП.
Структурная схема АЦП показана на рис.3.
Частота временной дискретизации выходного сигнала ФНЧ
fд = 2αfg = 6αβ = 6*3,5*11 = 231 кГц
Интервал временной дискретизации
Δtд = 1 / fд = 1/ 231*103 = 4,33 мкс.
Исходя из одномерного распределения, для обеспечения малого уровня ошибок шаг квантования необходимо выбирать из условия
0,894 В.
Интервал амплитудного квантования, для сохранения двумерного распределения, должен выбираться из условия Δuусл = Δu1/η, где для заданного вида корреляционной функции в соответствии с [1, с.21]:
3,393
Δuусл < 0,894 / 3,393 = 0,264 В.
Интервал квантования выбираем не больше Δuусл.
Для определения шага квантования Δu и уровней квантования учтем, что с вероятностью 0,997 гауссовский случайный процесс находится в диапазоне Dg = uL – u1 = 6σg, где u1 = –uL (ввиду симметрии ФПВ). Если в этом диапазоне разместить L–1 выходных уровня, а два уровня отвести на области вне этого диапазона, т.е.
...
2.3. Кодирование последовательности двоичным безызбыточным кодом
Пронумеруем физические уровни. Если закодировать j двоичным числом, равным j, т.е. b15 = 00001 и т.д., расчет показывает, что вероятности появления нулей и единиц в последовательности окажутся неравными. Закодируем j двоичным числом, на единицу меньшим j, т.е. b15 = 00000 и т.д., получим совпадение вероятностей нулей и единиц в последовательности.
Рассчитаем априорные вероятности р(0) и p(1) передачи нулевого и единичного символов соответственно по двоичному ДКС:
Таблица 3.
...
2.4. Расчет спектра сигнала с дискретной модуляцией
В соответствии с заданием, в нашем случае применяется дискретная частотная модуляция (ДЧМ). Сигнал ДЧМ представим в виде:
.
Здесь:
2πfн = ωн = 2π(f1 + f2) / 2 – несущая частота;
ωд = 2π|f1 – f2| / 2 – девиация (максимальное отклонение) частоты.
После преобразований разложение сигнала ДЧМ по гармоническим составляющим принимает вид:
,
Здесь mчм = |f1 – f2| / (2ΔfИКМ) = (4450 – 4400) / (2*2310) = 0,0108 – индекс частотной модуляции.
С достаточной для практических целей точностью ширина спектра сигнала ДЧМ может быть определена так:
ΔfДЧМ = |f1 – f2| + 2ΔfИКМ = 4450 – 4400 + 2*2310 = 4670 кГц.
Поскольку в выбранной нами модели на один временной интервал Tи = 1/fи составляют два символа ИКМ, то в качестве fи примем:
fи = 1 / 2τсим = 1 / 2*0,866 = 0,5775 МГц = 577,5 кГц.
Про Um у нас пока никакой информации нет, построим спектр в относительных величинах, приняв амплитуду несущей за 1.
...
2.5. Расчет характеристик непрерывного гауссовского канала связи
Модель узкополосного гауссовского НКС с шумами представляет собой последовательное соединение входного идеального ПФ, линии связи без потерь с аддитивной гауссовской помехой, имеющей равномерно распределенную спектральную плотность мощности и выходного идеального ПФ. Центральная частота ПФ совпадает с частотой несущего колебания (переносчика). Полоса пропускания ПФ равна ширине спектра сигнала дискретной модуляции ΔfДЧМ. В полосе пропускания коэффициент передачи ПФ считаем равным единице.
Помеху с равномерной спектральной плотностью мощности называют белым шумом. Спектральная плотность мощности этого шума равна
Gш(ω) = N0 = 0,0021 мВт*с, ω ≥ 0.
Мощность гауссовского белого шума Рш = σш2 в полосе пропускания ПФ можно определить как площадь прямоугольника с высотой N0 и основанием ΔfДЧМ:
Рш = N0 ΔfДЧМ = 0,0021*4760 = 9,807 Вт.
3,132 В.
...
2.6. Расчет параметров дискретного канала связи
За количественную меру помехоустойчивости в системах электросвязи принимают среднюю вероятность ошибки на один бит:
рош = р(0)р(1/0) + р(1)р(0/1).
Условные вероятности ошибок находятся интегрированием условных ФПВ откликов детекторов
, ,
где W0(u) и W1(u) – ФПВ откликов детекторов при условии формирования на передаче 0 или 1 соответственно, U0 – порог РУ.
При передаче сигналов ДЧМ символ 0 соответствует передаче сигнала на частоте f2, а символ 1 – передаче сигнала на частоте f1. При этом на выходе детектора ПРУ при передаче символа 0 напряжение будет иметь ФПВ сигнала на частоте f2 и шума W0(u), а при передаче 1 – ФПВ сигнала на частоте f1 и шума W1(u).
При когерентном приеме сигнала ДЧМ выражение для вероятности ошибки имеет вид:
.
где Ф – функция Лапласа.
...
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине Общая теория связи по специальности 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». / Сост. Кнышев И. П. – М.: МГУПС, 2012.
2. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. трансп. А. А. Устинский, Б. М. Степенский, Н. А. Цыбуля и др. – М.: Транспорт, 1985.
3. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1973.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
