регистрация /  вход

Система передавання неперервних повідомлень із використанням широтно–імпульсної модуляції (стр. 1 из 4)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Кафедра: Мережі зв’язку

Курсова робота

по курсу: ”Теорія електричного зв’язку”

на тему: “Система передавання неперервних повідомлень із використанням ШІМ”

Виконав:

студент 3-курсу

Мелешкін О.В.

Харків – 2001

ЗМІСТ

Скорочення

Вихідні дані

Вступ

1. Аналіз аналогічних систем зв’язку

2. Аналіз статистичних характеристик і параметрів переданого повідомлення

3. Характеристики і параметри сигналів широко-імпульсної модуляції

4. Врахування перешкод в лінії зв’язку

5. Розрахунок характеристик приймача

6. Вибір схем модулятора і демодулятора

Вихідні дані

Висновок

Перелік літератури


СКОРОЧЕННЯ

АІМ – амплітудна–імпульсна модуляція

БКЗ – безперервний канал зв’язку

ВСШ – відношення сигнал - шум

ДП – джерело повідомлення

ОП – одержувач повідомлень

СКП – середньоквадратична похибка

ПДП – передаючий пристрій

ПРП - приймальний пристрій

ФНЧ – фільтр нижніх частот

ЧІМ – частотно–імпульсна модуляція

ШІМ – широтно–імпульсна модуляція


ВИХІДНІ ДАНІ

Безперервне повідомлення

, що спостерігається на виході джерела повідомлення (ДП), являє собою реалізацію стаціонарного гаусовського випадкового процесу з нульовим середнім і відомою функцією кореляції
. Повідомлення передається в аналоговій формі змішаною системою зв'язку.

У передаючому пристрої (ПДП) системи на основі модулятора повідомлення відображається в сигнал широко імпульсної модуляції. Сигнал потім передається по вузько смуговому гаусовському безперервному каналу зв'язку (БКЗ).

У приймальному пристрої (ПРП) системи прийнята суміш сигналу і шуму

де модулюється.

Початкові дані для розрахунків приведені в таблиці 1, де

- потужність (дисперсія) повідомлення,
- показник загасання функції кореляції,
- постійна енергетичного спектра шуму БКЗ,
- допустима відносна середньоквадратична похибка (СКП) відновлення повідомлення.

Таблиця 1

№ п/п ДП ПДП НКЗ ОП Функція кореляції повідомлення
Засіб передавання
9 2.2 31 ШІМ 0,0030 0.13

ВСТУП

В останні 30 років у багатьох галузях науки і техніки науково - технічний прогрес супроводжується інтенсивним збільшенням об’ємів інформації, необхідної для керування промисловістю, сільським хазяйством, транспортом та ін.

В сучасному світі дуже швидке розвивається теорії й техніки зв'язку визначаються новими умовами і витікаючи ми з них, ще більш високими вимогами. Насамперед підвищуються вимоги до швидкості і достовірності передачі інформації. Достовірність і швидкість є найважливішими характеристиками сучасних систем зв'язку.

Імпульсні методи модуляції зараз знаходять своє саме широке застосування в техніки передачі, перетворення і реєстрації сигналів, тому що вони сполучать у собі високу поміхо стійкість і легкість демодуляції з малими витратами енергії на передачу. Широтно - імпульсна модуляція (ШІМ) у цьому плані займає особливе місце. Діапазон її використання дуже широкий — це могутні вентильні перетворювачі, підсилювачі потужності різної радіоапаратури, ключові стабілізатори напруги, системи передачі даних, апаратура розгортающего перетворення, системи точного магнітного запису, аналогові обчислювальні пристрої, фільтри й ін.

Початок загальної теорії передачі повідомлень був закладений в роботі В.А. Котельникова «Про пропускну здатність «ефіру» і дроту» (1933р.), в якій була сформульована і доведена теорема відліків, і в роботі Р. Хартлі «Передача інформації» (1928р.), в якій була введена логарифмічна міра інформації. Наступним великим кроком в розвитку теорії з'явилися фундаментальні роботи В.А. Котельникова по теорії потенційної завадостійкості (1946р.) і К. Шеннона по теорії інформації (1948р.). У цих роботах були сформульовані основні положення й теореми сучасної теорії передачі повідомлень.

Подальший розвиток теорія отримала в трудах А.А. Харкевича, Д.В. Агеєва, В.І. Сифорова, Д. Міддлтона і багатьох інших радянських і зарубіжних вчених. Великий вплив на розвиток теорії надали видатні математиці А.Н. Колмогоров, Н. Вінер, А.Я. Хинчин і інші.

У цей час розвитку теорії і впровадженню її в практику надається велике значення. Про високий рівень науки і техніки в області зв'язку свідчать такі досягнення, як створення найскладніших систем далекої і наддалекої космічної телекомунікації, систем зв'язку і телебачення з використанням штучних супутників Землі. У цих системах застосовуються використовуються магнітні широтно-імпульсні модулятори, є те, що вони легко узгоджуються як з аналоговими, так і з цифровими системами переробки інформації і можуть бути зв’язуючи ми ланками між цими системами. Нарешті, за допомогою схем на широтно-імпульсних модуляторах і логічних елементах можна створити аналого-цифрові (гібридні) інформаційні системи, які поєднують у собі позитивні якості аналогових і цифрових комплексів, оптимальні методи обробки сигналів і завадостійкі коди, що дозволяють виявляти і виправляти помилки, виникаючі в каналі.

Створення подібних систем було б неможливим без видатних успіхів сучасної теорії і техніки зв'язку.


1. АНАЛІЗ АНАЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ

В імпульсних системах передачі енергія сигналу випромінюється не безупинно (як при гармонійному переноснику), а у виді коротких імпульсів. Це дозволяє при той же загальної енергії випромінювання, що і при безупинному переноснику, збільшити пікову (максимальну) потужність в імпульсі і тим самим підвищувати поміхо стійкість прийому. Як переносник первинного сигналу b(t) в імпульсних системах зв'язку використовують періодичну послідовність відео і радіоімпульсів.

Періодична послідовність відео імпульсів

,

де

- форма одиночного імпульсу, характеризується наступними параметрами: висотою (амплітудою) h, тривалістю (шириною) tі ; частотою проходження Fи =1/Т (Т – період проходження); положенням імпульсів у часі щодо тактових крапок . Змінюючи один з перерахованих параметрів відповідно до зміни сигналу, що модулює, b(t), можна одержати чотири основних види імпульсної модуляції (ІМ) відео імпульсів: амплітудна – імпульсну модуляцію (АIМ), модуляцію імпульсів по ширині (ШІМ), частотно-імпульсну модуляцію (ЧIМ), час імпульсну модуляцію (ВІМ).

Неперервне повідомлення s(t) являє собою деякий процес (первинний сигнал), який на відміну від дискретного повідомлення у будь-який момент часу t набуває значення, що належить неперервній множині S, тобто s Î S. Реалізації переданого повідомлення можуть неперервне змінюватися у часі й набувати будь-якої форми. Такі повідомлення зустрічаються наприклад, у телефонії, радіомовленні, телебаченні та ін. Неперервні повідомлення можуть передаватися безпосередньо або з допомогою модуляції. У першому випадку переданий сигнал (сигнал в лінії зв’язку) пропорційний переданому повідомленню

x(t)=ks(t),

де к – стала величина, що характеризує підсилення або ослаблення повідомлення у передавальному пристрої системи електрозв’язку. У другому – сигнал є деякою функцією передавального повідомлення: x(t)=x[t,s(t)], x Î X (Х – множина значень переданого сигналу). Для сигналів, таких як ЧМ і ФМ, залежність х від s нелінійна, а при АМ, БМ та ОМ – лінійна. Тому відомі види модуляції розділяють на лінійні і нелінійні. Згідно з класифікацією, введеною Котельниковим, розрізняють також прямі і непрямі види модуляції. Прикладами сигналів з прямим видом модуляції є сигнали АМ, ОМ, ФМ. У цих сигналах передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] безпосередньо без будь-яких перетворень. Прикладом сигналу з непрямим видом модуляції є сигнал ЧМ, в якому передане повідомлення входить до функції x[t,s(t)] не безпосередньо, а під знаком інтеграла, тому такий вид модуляції часто називають інтегральним.

Наявність спотворень і завад у каналі зв’язку призводить до того, що за прийнятим сигналом приймач не точно відновлює передане повідомлення. Проте, як і при передаванні дискретних повідомлень, за відомих статистичних характеристик джерела повідомлень і каналу зв’язку, можна поставити питання про побудову приймального пристрою (демодулятора), який найкращим (оптимальним) способом обробляє результати спостережень, що забезпечить потенціальну завадостійкість системи передавання неперервних повідомлень. Теоретичною основою оптимального приймання неперервних повідомлень є математична теорія фільтрування.