Методические указания по выполнению заданий контрольной работы №1

При выполнении заданий 1-3 задач № 1-5 для расчета максимального числа каналов N при частотном разделении каналов (ЧРК) используют формулу

,

где D f – диапазон частот, в котором размещается максимальное число каналов при использовании сигналов с шириной спектра D f _с.

Ширина спектра сигнала D f _с определяется видом модуляции и рассчитывается для амплитудной модуляции (АМ) как

D f _с = 2 F _max,

где F _max – верхняя граничная частота в спектре сигнала,

– для однополосной модуляции (ОАМ):

D f _с = F _max,

– для частотной модуляции (ЧМ):

D f _с = 2 F _max (m + 1),

где m – коэффициент частотной модуляции.

При выполнении заданий 1-3 задач № 1-5 для расчета максимального числа каналов N при временном разделении каналов (ВРК) используют формулу

,

где Т _д – период дискретизации сигнала, t_и – длительность импульса.

При ответе на задания 4-5 задач № 1-5 предварительно изучите материал [4 (осн.), с. 38-42; 52-63]. Отношение сигнал – помеха рассчитывается по формуле

р _сп = p _с –p _п,,

где p _с – уровень сигнала, p _п – уровень помехи.

Перед выполнением задач № 6-10 изучите материал [4 (осн.), с. 62-73; 251-255; 37 (доп.), с. 29-31]. Обратите внимание на то, что затухание нужно определить в децибелах (дБ), а исходные данные представлены в неперах (Нп), следовательно, необходимо перевести Нп в дБ: 1Нп = 8,686 дБ, а 1 дБ = 0,115 Нп.

Остаточное затухание в задаче №6 определяется по формуле:

,

где а – значения затуханий на оконечных пунктах тракта передачи и на трех промежуточных пунктах,

к– значения усилений на промежуточных пунктах.

В задачах № 11-20 производится преобразование непрерывного сигнала в цифровой сигнал. Основные операции преобразования: дискретизация, квантование и кодирование. Последовательность импульсов, отображающая кодовую комбинацию разрешенных отсчетов непрерывного сигнала, является цифровым сигналом. Для понимания основ кодирования изучите материал [4 (осн.), с. 473-485].

Выполняя задачи № 11-20, следует помнить, что интервал дискретизации непрерывного сигнала определяется по теореме В. А. Котельникова

,

где F _max – верхняя граничная частота в спектре непрерывного сигнала.

В процессе квантования значение сигнала, полученное внутри шага квантования , считается запрещенным и заменяется ближним разрешенным значением так, чтобы шум квантования , равный разности отсчетов непрерывного и квантованного сигнала

не превышал половины шага квантования .

Шаг квантования равен разности между двумя соседними разрешенными для передачи уровнями.

Для определения числа уровней квантования используется формула:

.

Если значение N _кв не равно целому числу, то его необходимо округлить до ближайшего числа в большую сторону.

Число разрядов в кодовой комбинации определяется как

n = log₂ N _кв.

Вторичные параметры в задачах № 21-24рассчитываются по формулам:

волновое сопротивление

(Ом),

где L и C – первичные параметры (индуктивность и емкость);

коэффициент фазы

(рад/км),

где (рад/с) – угловая частота;

затухание

(дБ/км).

Следует помнить, что a – коэффициент затухания на участке линии единичной длины. Он показывает, как изменяется амплитуда тока или напряжения на участке линии в 1 км. Собственное затухание определяется как a l, где l – длина линии.

Для задач № 25-30 расчет коэффициентов производится по формулам:

коэффициент бегущей волны (КБВ)

,при и

,при ;

коэффициент стоячей волны (КСВ) –величина обратная КБВ

КСВ = 1/КБВ;

коэффициент отражения

.

Для волновода, заполненного воздухом (задачи №31-35 ), рабочая длина волны

,

где с ₀ – скорость света.

В прямоугольном волноводе основной тип волны – Н₁₀, а критическая длина волны λ_кр = 2 а.

Фазовая скорость υ_ф и групповая скорость υ_гр определяются по формулам:

и

.

Для определения резонансной длины волны объемного резонатора (задачи № 31-35)изучите материал [4(осн.), с. 292-293]. Основным типом колебаний в прямоугольном резонаторе, имеющим минимальную резонансную частоту, в зависимости от соотношения размеров а, b, и l, могут быть Н₁₀₁, Н₀₁₁ или Е₁₁₀. Например, при b < а и b < l основным типом колебаний является Н_101.

Для решения задач № 36-40 изучите материал [4 (осн.), с. 302-315]. Числовая апертура определяется по формуле:

,

в реальных условиях N _A = 0,18 …0,5;

число мод в световоде

,

где ν – нормированная частота;

критическая длина волны

, (мкм);

критическая частота

, (Гц);

дисперсия

,

где D – относительное значение разности коэффициента преломления,

l – длина линии,

с – скорость света;

полоса пропускания (ПП)

ПП = .

Перед выполнением задач № 41-50 необходимо изучить теоретический материал [4 (осн.), с. 433-451] и ответить на вопросы задачи.

Для построения временной диаграммы отклика нелинейной цепи (задачи № 51-55) необходимо выбрать масштаб. Пусть 360⁰ соответствует заданному количеству миллиметров, например, 60 мм, тогда угол отсечки θ соответствует х мм. Из составленной пропорции

(мм).

Пример временной диаграммы приведен на рис. 1.

Рис. 1. Временная диаграмма сигнала на выходе

нелинейного элемента

Ток на выходе нелинейного элемента представляет собой ряд спектральных составляющих. Амплитуды гармоник вычисляются с помощью коэффициентов Берга α ₁ α ₃,зависящих от угла отсечки [4 (осн.), с. 89].

;

; .

Пример спектральной диаграммы приведен на рис. 2.

Рис. 2. Спектральная диаграмма сигнала на выходе нелинейного элемента

Теоретический материал, необходимый для выполнения задач № 56-60 изучите в [4 (осн.), с. 453-455; 463-468].

Задания для контрольной работы № 1

Задачи № 1-5

1. Представьте классификацию помех в виде схемы. Назовите виды помех, являющихся основными для системы связи.

2. Определите отношение сигнал-помеха (табл. 2).

Таблица 2

Номер задачи
Уровень сигнала p с, дБ	-30	-28	-36	-25	-26
Уровень помехи p п, дБ	-78	-68	-86	-75	-78

3. Представьте классификацию каналов электросвязи в виде схемы. Расскажите об основных характеристиках канала связи и требованиях к ним.

4. Сравните временной (ВРК) и частотный (ЧРК) способы разделения каналов.

5. Рассчитайте максимальное число каналов при одноступенчатой модуляции (табл. 3). Для варианта № 2 коэффициент частотной модуляции m =10.

Таблица 3

Дата добавления: 2015-11-16