Преобразование сигналов в радиотехнических устройствах систем связи

РАБОТА № 8

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ СИСТЕМ СВЯЗИ

1 Цель работы.

Экспериментальное исследование преобразования случайных сигналов, их вероятностных и числовых характеристик в различных радиотехнических устройствах систем связи.

П. Литература.

1. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов. М., "Связь", 1986, стр. 72-82.

2. Горяинов В.Т., Журавлев А.Т., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника ( примеры и задачи ).М.,"Сов.радио", 1980. стр. 275-277, 339-340.

3.Конспект лекций по курсу ТЭС.

4. Приложение к данной лабораторной работе.

Ш. Предварительная подготовка к работе.

1. Ознакомиться с описанием работы и изучить по указанной выше литературе вопросы:

а) классификация, определения и характеристики радиотехнических устройств;

б) прохождение сигналов через линейные инерционные и нелинейные безынерционные устройства, изменение их вероятностных и числовых характеристик;

в) огибающая и фаза узкополосного гауссовского шума и его суммы с гармоническим /сигналом, их вероятностные характеристики;

г) явление нормализации случайного процесса узкополосными линейными инерционными устройствами.

2. Ответить (устно) на вопросы раздела 1У данной лабораторной работы.

3. Рассчитать и построить амплитудно-частотную характеристику К(f) , определить полосу пропускания л f0.7 и эффективную полосу д f, для линейного четырехполюсника в виде интегрирующей RC - цепи с параметрами R=10 кОм, С=0,02 мкФ.

4. Изучить описание лабораторной установки и лабораторное зада-ние.

5. Продумать порядок выполнения работы в лаборатории в соответствии со структурной схемой рис. 8.1.

1У. Вопросы для самостоятельной подготовки.

1. Классификация и характеристики элементов радиотехнических устройств (с примерами).

2. Как связаны функция корреляции случайного процесса и его энергетический спектр?

3. Как связаны ширина энергетического спектра процесса и интервал корреляции?

4. Какие случайные процессы называются узкополосными?

5. Приведите графики энергетического спектра и функции корреляции белого шума.

6. Как определить энергетический спектр сигнала на выходе линейной инерционной цепи?

7. Как выделить огибающую узкополосного случайного процесса?

8. Какому закону подчиняется распределение вероятностей огибающей гауссовского шума? Изобразите вид этого распределения.

9. Приведите выражение и изобразите график распределения вероятностей огибающей суммы гармонического сигнала и гауссовского шума? Как влияет величина отношения сигнал/шум на вид этого распределения?

10.Как изменяется закон распределения вероятностей при прохождении процесса через линейные инерционные и нелинейные безынерционные цепи?

11.Объясните сущность нормализации процесса на выходе узкополосных линейных инерционных цепей.

12. Приведите временные диаграммы и графики плотности распределения вероятностей мгновенных значений для сигналов:

а) периодической последовательности прямоугольных импульсов со скважностью 2;

б) суммы (смеси) этой последовательности и гауссовского шума.

Лабораторная установка позволяет изучить преобразование случайных сигналов, их вероятностных и меловых характеристик при прохождении через нелинейные безынерционные и линейные инерционные устройства макета системы связи. в качестве нелинейного устройства исследуется амплитудный детектор без фильтра на выходе, а линейная инерционная цепь и явление "нормализации" случайных процессов изучаются на примере фильтра нижних частот, который использовался в лабораторной работе N 6.

Необходимые сигналы подаются от блока "непрерывный шум" и от блока модулятора в . режиме AM. Наблюдение осциллограмм сигналов при преобразованиях осуществляется с помощью осциллографа C1-72,а снятие кривых плотности распределения вероятностей производится дифференциальным анализатором по методике, описанной в приложении 7.2 к лабораторной работе N 7.

Структурная схема соединений блоков макета системы связи приведена на рис. 8.1.

У1. Лабораторное задание.

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и используемыми в работе измерительными приборами.

2. Снять кривую плотности распределения вероятностей мгновенных значений гауссовского шума.

3. Изучить характер преобразования гауссовского процесса квадратичным детектором.

4. Изучить экспериментально явление "нормализации" случайного процесса узкополосными инерционными цепями.

5.  Исследовать характер ' распределения мгновенных значений и огибающей -суммы (смеси) периодической последовательности прямоуголь-ных импульсов со скважностью 2 и гауссовского шума при различных отношениях сигнал/шум.

Рис. 8.1. Структурная схема лабораторной установки.

УП. Порядок выполнения работы.

1.Включить лабораторную установку и приборы.

2. Измерить и построить кривую плотности вероятностей мгновенных значений гауссовского шума на входе амплитудного детектора (гнездо Г7). Гауссовский шум на вход детектора подается от блока "непрерывный шум" установкой тумблеров ПЗ и П4 в необходимое положение, требуемый уровень шума устанавливается с помощью регулятора в этом же блоке.

3. Измерить и построить кривую плотности вероятностей напряжения на выходе квадратичного детектора при воздействии на его входе гауссовского шума. Для этого не изменяя схемы соединений блоков п. 2, подключить дифференциальный анализатор к выходу детектора (гнездо Г8).Фильтры должны быть отключены.

4. Изучить явление "нормализации" случайного процесса узкополос-ной линейной инерционной цепью, в качестве которой используется фильтр нижних частот Ф1 блока фильтров. Для этого, используя схему соединения блоков п. 3, подключить фильтр Ф1 к выходу амплитудного детектора и измерить плотность распределения напряжения на выходе фильтра (гнездо Г10). Построить график плотности вероятностей.

Измерить и построить кривую плотности вероятностей мгновенных значений суммы периодической последовательности прямоугольных импульсов (положительной полярности) со скважностью 2 и гауссовского шума при различном отношении сигнал/шум (2, 3 значения). Исследуемая суша сигналов получается с помощью сумматора (гнездо Г6), на один вход которого подается Гауссовский шум от блока "непрерывный шум", а на другой периодическая последовательность прямоугольных импульсов вида 101010..., формируемая в блоке модулятора. Последнее обеспечивается путем подачи на вход амплитудного модулятора (AM) постоянного напряжения положительной полярности, для чего необходимо включить тумблеры 1+4 на блоке "дискретное сообщение", включить код 1, тумблеры П1 и П2 установить в положение 1. Желаемое отношение уровней сигнала и шума устанавливается изменением уровня шума визуально по осциллограмме наблюдаемого процесса.

6. Измерить и построить кривую плотности вероятностей огибающей процесса п. 5. Для этого к. выходу сумматора подключить амплитудный детектор и фильтр Ф2, установив тумблер П4 и П5 в необходимое положение. Анализатор плотности вероятностей подключить к гнезду Г10. Исследовать влияние уровня шума на вид распределения огибающей.

УШ. Содержание отчета.

Отчет должен содержать результаты предварительной подготовки к работе, структурную схему лабораторной установки, результаты измерений в виде таблиц, графиков и осциллограмм с соответствующими заголовками и пояснениями, оценку погрешности измерений, краткие выводы.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США