Протоколы передачи данных Протокол с выборочным повтором Сети Петри высокоуровневый протокол управления каналом код Хэмминга Метод выборочного повтора протокол скользящего окна

Электроника

Изучение принципа передачи сигналов дискретными отсчетами Котельникова

Цель работы

Экспериментальное исследование основных положений теоремы
Котельникова применительно к использованию в технике связи.

2 Литература

[1]-стр. 44…49.

[2]-стр. 64…70.

[3]-стр. 140…146.

4 Конспект лекций по курсу ТЭС.

Исследование сложной электрической цепи постоянного тока Цель работы: экспериментально проверить основные методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока: принцип наложения, метод узловых потенциалов, метод эквивалентного генератора, а также построить потенциальную диаграмму для одного из контуров цепи.

5 Приложение к данной лабораторной работе.

3 Предварительная подготовка к работе

1 Ознакомиться с описанием работы и лабораторным заданием
и изучить по указанной выше литературе следующие вопросы:

а) сущность теоремы Котельникова;

б) структурная схема системы передачи непрерывных сообщений
дискретными отсчетами в соответствии с теоремой Котельникова;

в) амплитудно-частотная, фазо-частотная и импульсная характеристики идеального и реального фильтров нижних частот (ФНЧ);

г) погрешности восстановления реальных сигналов по отсчетам и их
причины.

2 Ответить (устно) на вопросы раздела 4 данной работы;

3 Рассчитать и изобразить на одном графике спектры  одиночных видеоимпульсов прямоугольной формы с амплитудой А=1В и длительностью 0,2; 0,4; 0,6 мс в диапазоне частот    .

Ограничивая ширину спектра видеоимпульса первым нулем огибающей спектральной плотности, определить для каждого случая требуемую частоту
отсчетных импульсов, удовлетворяющую условию теоремы Котельникова.

Спектральная плотность одиночного видеоимпульса определяется
соотношением

4 Изучить описание лабораторной установки и лабораторное задание.

5 Продумать порядок выполнения работы в лаборатории, нарисовать структурные схемы измерений и подготовить необходимые таблицы и графики для каждого пункта лабораторной работы.

4 Вопросы для самостоятельной подготовки

1 Сформулируйте теорему Котельникова. Поясните ее сущность
на примере некоторой непрерывной функции.

2 Нарисуйте упрощенную структурную схему передачи непрерывных
сообщений в соответствии с теоремой Котельникова с приведением временных
и спектральных диаграмм в различных характерных точках тракта.

3 Запишите ряд Котельникова и дайте его пояснение.

4 Объясните принцип восстановления сигнала по отсчетам Котельникова с помощью идеального ФНЧ.

5 Приведите выражения и графики амплитудно-частотной и
фазо-частотной характеристик идеального ФНЧ.

6 Приведите выражение, описывающее импульсную характеристику
идеального ФНЧ, и изобразите график.

7 Объясните, в чем отличие характеристик реальных фильтров нижних частот от идеального ФНЧ.

8 Объясните причины погрешности восстановления реальных сигналов
по дискретным отсчетам.

9 Изобразите график спектра импульсной последовательности дискретных отсчетов.

10 Как зависит погрешность восстановления сигнала от числа членов ряда Котельникова, учитываемых пределами суммирования?

11 Запишите обратное преобразование Фурье для сигнала с ограниченным спектром.

12 Приведите пару преобразований Фурье для связи импульсной характеристики фильтра и комплексного коэффициента передачи.

13 Из какого условия ограничивают ширину спектра сигналов, передаваемых по каналам связи отсчетами Котельникова, для определения верхней
частоты спектра ?

14 Изобразите и объясните спектр сигнала на выходе импульсного
модулятора при передаче дискретными отсчетами Котельникова некоторого
непрерывного сообщения с заданным спектром.

15 Проанализируйте характер зависимости между скоростью изменения временной функции сигнала и шириной его спектра. Каким образом можно
качественно оценить и сравнить между собой требуемую частоту следования
отсчетных импульсов по виду временных диаграмм двух различных сигналов?

5 Описание лабораторной установки

Лабораторная установка, краткое описание которой приведено
на стр. 5-10, позволяет исследовать упрощенную структурную схему передачи различных сообщений с ограниченным спектром дискретными отсчетами
в соответствии с теоремой Котельникова. На рисунке 6.1 показана структурная схема соединения блоков макета системы связи с учетом обозначений на передней панели макета (рисунок 0.2). В качестве передаваемых сигналов используются простые сигналы вида гармонического колебания различной частоты и периодической последовательности прямоугольных импульсов различной длительности. Выбор такой формы исследуемых сигналов для изучения использования теоремы Котельникова в технике связи объясняется соображениями простоты их получения, например, с помощью типовой измерительной аппаратуры. В то же время это не снижает общности результатов лабораторного эксперимента, так как используемые в работе сигналы можно считать частным случаем реальных сигналов.

Для изучения восстановления сигналов по отсчетам Котельникова,
оценки погрешностей восстановления в макете используется амплитудно-импульсный модулятор (АИМ) и - фильтр в качестве ФНЧ. В качестве
генератора импульсов отсчета используется блок ²дискретный шум².

При снятии амплитудно-частотной характеристики - фильтра нижних частот измерительный сигнал на его вход подается от внешнего звукового
генератора, а уровень сигнала на выходе фильтра измеряется с помощью милливольтметра.

Наблюдение осциллограмм исследуемых сигналов производится
с помощью осциллографа С1-72.

Изменение вида сообщения и его параметров осуществляется путем установки переключателей на передней панели лабораторного макета в требуемое положение.


Рисунок 6.1-Структурная схема лабораторной установки


На главную