Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи" для студентов специальности (стр. 4 из 11)

Модули передатчиков, входящие в состав модели системы, представлены в левой части рисунка и приемников – на правой части. Работа приемников и передатчиков синхронизирована общими для каждой пары приемник - передатчик генераторами импульсов тактирования и управляемых ими ключами-коммутаторами на передающей и приемной сторонах. Тактовые генераторы работают так же синхронно и синфазно. Фазовый сдвиг между импульсами формируемых ими последовательностей составляет 120⁰.

Среда распространения–линия связи, представлена сумматором сигналов в центральной части рисунка. Если линия связи вносит запаздывание или искажает форму импульсных сигналов (например, затягивая их на интервалы смежных отсчетов) работа системы связи ухудшается и может быть нарушена полностью.

Задачи данной лабораторной работы реализуются путем анализа сигналов в различных точках системы, их сопоставления и оценки как во временной, так и в частотной областях.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.Загрузить исполняющий файл time_rch..svu модели. Записать параметры ее модулей, параметры системного времени.

2.Запустить модель на цикл моделирования. Получить графики исходных сообщений. (Sink 20,21,22) и оценить их параметры (амплитуды и длительности).

3.Получить графики принятых сообщений на выходах приемников (Sink 5,18,19) и сравнить их с передаваемыми (Sink20,21,22).Сделать выводы относительно возможности восстановления передаваемых сообщений на приемной стороне.

4.Получить графики сигналов синхронизации (Выходы модулей 2,12,13) и оценить их параметры. Для этого следует установить на выходах указанных модулей модули регистрации сигналов и повторно запустить модель на цикл моделирования. Соответствуют ли эти сигналы условиям временного разделения каналов? При выполнении пп.4,5 с целью улучшения разрешения следует использовать изменение масштаба времени, рекомендуемый диапазон представления сигнала 0…0,005с.

5.Получить график сигнала в линии связи и его спектр (Sink11). Оценить ширину спектра сигнала на уровне –20дБ относительно его максимального уровня. Оценить перекрытие сигналов различных передатчиков во времени.

6.Сделать фазу следования импульсов генератора второго передатчика (Модуль 12) совпадающей с фазой генератора первого (Модуль 2). Запустить модель на цикл моделирования и выполнить п.3“Хода выполнения работы”. Возможно ли восстановление передаваемых сообщений в этом случае? Объяснить причину наблюдаемых явлений.

7.Восстановить исходные значения фазы тактового генератора 2. Изменить частоту следования импульсов всех тактовых генераторов (Модули 2,12,13) и сделать ее равной 9000Гц. Запустить модель на цикл моделирования и выполнить п.3. Возможно ли восстановление передаваемых сообщений в этом случае? Объяснить причину наблюдаемых явлений.

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

5. Изучить материал лабораторной работы по методическим указаниям и рекомендованной литературе.

6. В черновой тетради подготовки к лабораторным работам привести:

- схему исследуемой модели;

- расчет максимальной частоты дискретизации для каждого из передаваемых сообщений;

- спектры мощности сигналов выделяемой на резисторе в 1 Ом и описывающих передаваемые сообщения, если их амплитуда равна 2В;

- обоснование минимальной частоты тактовых генераторов при которой обеспечивается восстановление всех передаваемых сообщений;

4. Ответить на вопросы контрольного задания.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

1. Наименование работы, ее цель и задачи.

2. Структурная схема модели, ее параметры, параметры системного времени.

3. Эскизы графиков сигналов, их спектров с указанием полученных оценок параметров, а так же выводы в соответствии с пунктами 1…7 «Хода выполнения работы».

4.Выводы по работе в целом.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. Стр. 319…321.

2. Зюко А.Г. и др. Теория передачи сигналов. Стр.64…70, 265…268.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Каким обязательным требованиям должны удовлетворять параметры канальных модулей в системе с временным разделением?

2. Одинаковы ли условия работы различных каналов системы? Ответ обосновать, сравнивая работу соседних каналов.

3. Как влияет увеличение числа одновременно работающих каналов на работу линейного оборудования? Ответ обосновать, принимая во внимание, что в составе линейного оборудования могут быть усилители, преобразователи и другие активные устройства.

4. Оценить ширину полосы частот требуемую для передачи тех же сообщений, что и в данной работе, но с использованием частотного разделения. Какой вариант трехканальной системы потребует большей полосы и почему?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ПЕРЕНОС СПЕКТРОВ СИГНАЛОВ В СУПЕРГЕТЕРОДИННОМ РАДИОПРИЕМНИКЕ.

Цель работы: Изучить реализацию принципа переноса спектров в супергетеродинном радиоприемнике.

Задачи работы:

1. Изучить функции основных узлов супергетеродинного радиоприемника как системы с частотным разделением каналов.

2. Изучить реализацию функций частотной селекции по соседнему и зеркальному каналам в супергетеродинном радиоприемнике на основе

3. принципа переноса спектра сигнала.

ВВЕДЕНИЕ.

Технология супергетеродинного радиоприема находит широкое применение в системах радиосвязи, в частности, спутниковой, УКВ телефонии, КВ магистральной cвязи и т.д. . Упрощенная структурная схема супергетеродинного радиоприемника приведена на рис.1.

Входной сигнал приемника (RF Input) поступает на входной полосовой фильтр (Bandpass Filter) , где выделяется диапазон принимаемых частот и подавляются сигналы "зеркального" канала. С выхода этого фильтра сигналы выделенной полосы частот поступают на смеситель, куда поступает так же гармонический сигнал местного генератора (Local Oscillator). Здесь осуществляется смещение спектров принимаемых сигналов, формирование полос суммарной и разностной частот. Фильтр промежуточной частоты (IF Filter) выделяет спектр принимаемого сигнала из состава одной из полос

(в данной работе - разностной) и передает на вход демодулятора (Demodulator), где и восстанавливается передаваемое сообщение (Recovery Message).

Для примера в данной лабораторной работе рассматривается выделение сообщений из суммы амплитудно-модулированных сигналов с несущими частотами (

) 30, 40 и 50кГц (См. рис. 2).

Промежуточная частота

выбрана равной 20кГц. Аналоговое сообщение занимает полосу частот менее 5кГц. Полосовой фильтр на входе приемника предназначен для подавления нежелательных шумов и сигналов в "зеркальной" полосе частот, отстоящей от частоты приема на 2 ,обеспечивая тем самым селекцию по" зеркальному" каналу. Селекция по соседнему каналу обеспечивается полосовым фильтром промежуточной частоты (IF Filter), который имеет фиксированную настройку. Выбор частоты принимаемого сигнала осуществляется синхронной перестройкой частоты местного генератора гармонического колебания (Local Oscillator) - гетеродина и настройки полосового фильтра на входе приемника.

Предположим, нам необходимо принять сигнал с частотой несущего колебания 40кГц. Гетеродин должен быть настроен на частоту 20+40=60кГц, середине "зеркального канала будет соответствовать 2(20)+40=80кГц. Спектр принимаемого сигнала окажется в пределах полосы пропускания фильтра промежуточной частоты.

Спектры сигналов с несущими частотами 30 и 50кГц будут перенесены в области 10 и 30кГц, т.е. за пределы полосы пропускания фильтра и будут им подавлены. Фильтром будет выделен спектр только одного передатчика - с частотой несущего колебания 40кГц. Демодуляция выходного сигнала фильтра позволяет получить передаваемое сообщение.

Данная работа направлена на изучение процессов преобразования спектров сигналов в супергетеродинном приемнике средствами пакета System View.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектом исследования в данной работе является модель супергетеродинного приемника (См. рис. 3). Передаваемые сообщения в модели представлены гармоническими колебаниями, частоты которых изменяются по линейному закону.

В состав модели системы входят модули передатчиков, представленных на левой части рисунка и приемника – на правой части. Среда распространения – "эфир" представлена сумматором сигналов. Задачи данной работы реализуются путем анализа сигналов в различных точках модели, их сопоставления и оценки как во временной, так и в частотной областях. При проведении исследований предусматривается изменение параметров настройки некоторых модулей модели, а так же дополнение модели модулем входного фильтра.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.

Загрузить исполняющий файл Com_amr1.svu. Зарисовать структуру модели, записать параметры ее модулей, параметры системного времени.

2. Запустить модель на цикл моделирования. Получить графики исходных сообщений (Sink23) и оценить параметры сигналов, которые их представляют (Sink 21).